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std:: tuple

From cppreference.net
Utilities library
定义于头文件 <tuple>
template < class ... Types >
class tuple ;
(C++11 起)

类模板 std::tuple 是一个固定大小的异构值集合。它是 std::pair 的泛化形式。

如果对于 Types 中的每个 Ti std:: is_trivially_destructible < Ti > :: value 均为 true ,则 std::tuple 的析构函数是平凡析构函数。

如果程序声明了 std::tuple 显式 部分 特化,则该程序是非良构的,不要求诊断。

目录

模板参数

类型... - 元组存储的元素类型。支持空列表。

成员函数

构造新的 tuple
(公开成员函数)
将一个 tuple 的内容赋给另一个
(公开成员函数)
交换两个 tuple 的内容
(公开成员函数)

非成员函数

(C++11)
创建由参数类型定义的 tuple 对象
(函数模板)
(C++11)
创建左值引用组成的 tuple 或将 tuple 解包为独立对象
(函数模板)
创建由 转发引用 组成的 tuple
(函数模板)
(C++11)
通过连接任意数量的 tuple 来创建 tuple
(函数模板)
访问 tuple 的指定元素
(函数模板)
(removed in C++20) (removed in C++20) (removed in C++20) (removed in C++20) (removed in C++20) (C++20)
按字典序比较 tuple 中的值
(函数模板)
特化 std::swap 算法
(函数模板)

辅助概念

指定类型实现了 元组协议
( std::get , std::tuple_element , std::tuple_size )
( 仅用于说明的概念* )

辅助类

获取

tuple 的大小
(类模板特化)

获取指定元素的类型
(类模板特化)
特化 std::uses_allocator 类型特征
(类模板特化)
确定 tuple tuple-like 类型的公共引用类型
(类模板特化)
确定 tuple tuple-like 类型的公共类型
(类模板特化)
tuple 提供格式化支持
(类模板特化)
(C++11)
在使用 tie 解包 tuple 时跳过元素的占位符
(常量)

辅助特化

template < class ... Ts >

constexpr bool enable_nonlocking_formatter_optimization < std :: tuple < Ts... >>

= ( enable_nonlocking_formatter_optimization < Ts > && ... ) ;
(C++23 起)

std::enable_nonlocking_formatter_optimization 的特化使得当每个元素类型均启用该优化时,能够高效实现 std::print std::println tuple 对象的格式化输出。

推导指引 (C++17 起)

注释

由于元组的“形态”——其大小、元素类型及类型顺序——都属于其类型签名的一部分,这些特性必须在编译期确定,且仅能依赖于其他编译期信息。这意味着对元组的许多条件操作——特别是条件性前置/追加和过滤——仅当条件可在编译期求值时才能实现。例如,给定一个 std :: tuple < int , double , int > ,可以基于类型进行过滤——例如返回 std :: tuple < int , int > ——但无法基于元素是否为正数进行过滤(这会因元组在运行时的取值不同而产生不同的类型签名),除非所有元素本身都是 constexpr

作为一种变通方案,可以使用由 std:: optional 组成的元组,但仍然无法根据运行时信息调整其大小。

N4387 (作为 C++11 的缺陷报告应用)之前,函数无法通过复制列表初始化返回元组:

std::tuple<int, int> foo_tuple()
{
    return {1, -1};  // 在 N4387 标准前会报错
    return std::tuple<int, int>{1, -1}; // 始终有效
    return std::make_tuple(1, -1); // 始终有效
}

示例

#include <iostream>
#include <stdexcept>
#include <string>
#include <tuple>
std::tuple<double, char, std::string> get_student(int id)
{
    switch (id)
    {
        case 0: return {3.8, 'A', "Lisa Simpson"};
        case 1: return {2.9, 'C', "Milhouse Van Houten"};
        case 2: return {1.7, 'D', "Ralph Wiggum"};
        case 3: return {0.6, 'F', "Bart Simpson"};
    }
    throw std::invalid_argument("id");
}
int main()
{
    const auto student0 = get_student(0);
    std::cout << "ID: 0, "
              << "GPA: " << std::get<0>(student0) << ", "
              << "grade: " << std::get<1>(student0) << ", "
              << "name: " << std::get<2>(student0) << '\n';
    const auto student1 = get_student(1);
    std::cout << "ID: 1, "
              << "GPA: " << std::get<double>(student1) << ", "
              << "grade: " << std::get<char>(student1) << ", "
              << "name: " << std::get<std::string>(student1) << '\n';
    double gpa2;
    char grade2;
    std::string name2;
    std::tie(gpa2, grade2, name2) = get_student(2);
    std::cout << "ID: 2, "
              << "GPA: " << gpa2 << ", "
              << "grade: " << grade2 << ", "
              << "name: " << name2 << '\n';
    // C++17 结构化绑定:
    const auto [gpa3, grade3, name3] = get_student(3);
    std::cout << "ID: 3, "
              << "GPA: " << gpa3 << ", "
              << "grade: " << grade3 << ", "
              << "name: " << name3 << '\n';
}

输出:

ID: 0, GPA: 3.8, grade: A, name: Lisa Simpson
ID: 1, GPA: 2.9, grade: C, name: Milhouse Van Houten
ID: 2, GPA: 1.7, grade: D, name: Ralph Wiggum
ID: 3, GPA: 0.6, grade: F, name: Bart Simpson

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。

缺陷报告 应用于 发布时行为 正确行为
LWG 2796 C++11 std::tuple 的析构函数平凡性未作规定 已作规定
LWG 3990 C++11 程序可以声明 std::tuple 的显式或
部分特化
此情况下程序非良构
(不要求诊断)

参考文献

  • C++23 标准 (ISO/IEC 14882:2024):
  • 22.4 元组 [tuple]
  • C++20 标准 (ISO/IEC 14882:2020):
  • 20.5 元组 [tuple]
  • C++17 标准 (ISO/IEC 14882:2017):
  • 23.5 元组 [tuple]
  • C++14 标准 (ISO/IEC 14882:2014):
  • 20.4 元组 [tuple]
  • C++11 标准 (ISO/IEC 14882:2011):
  • 20.4 元组 [tuple]

参见

实现二元组,即一对值的容器
(类模板)