std :: tie是如何工作的？

Question

我已经习惯了,std::tie没有多考虑它.它有效,所以我接受了:

auto test()
{
   int a, b;
   std::tie(a, b) = std::make_tuple(2, 3);
   // a is now 2, b is now 3
   return a + b; // 5
}

但这个黑魔法是如何运作的呢？如何做一个临时的创建std::tie改变a和b？我发现这更有趣,因为它是一个库功能,而不是语言功能,所以我们可以自己实现并理解它.

Answer 1

为了阐明核心概念,让我们将其简化为一个更基本的例子.虽然std::tie对返回(一个元组)更多值的函数很有用,但我们只需要一个值就能理解它:

int a;
std::tie(a) = std::make_tuple(24);
return a; // 24

为了向前发展我们需要知道的事情:

• std::tie 构造并返回一个引用元组.
• std::tuple<int>并且std::tuple<int&>是两个完全不同的类,它们之间没有连接,另外它们是从同一个模板生成的std::tuple.

• 元组有一个operator=接受不同类型(但相同数字)的元组,其中每个成员都是单独分配的 - 来自cppreference:

  template< class... UTypes >
  tuple& operator=( const tuple<UTypes...>& other );
  

  (3)对于所有我,分配std::get<i>(other)给std::get<i>(*this).

下一步是摆脱那些只会妨碍你的功能,所以我们可以将代码转换为:

int a;
std::tuple<int&>{a} = std::tuple<int>{24};
return a; // 24

下一步是确切了解这些结构中发生了什么.为此,我创建了2个T取代基std::tuple<int>和Tr取代基std::tuple<int&>,为我们的操作剥离了最低限度:

struct T { // substituent for std::tuple<int>
    int x;
};

struct Tr { // substituent for std::tuple<int&>
    int& xr;

    auto operator=(const T& other)
    {
       // std::get<I>(*this) = std::get<I>(other);
       xr = other.x;
    }
};

auto foo()
{
    int a;
    Tr{a} = T{24};

    return a; // 24
}

最后,我喜欢一起摆脱这些结构(好吧,它不是100%等价,但它足够接近我们,并且足够明确允许它):

auto foo()
{
    int a;

    { // block substituent for temporary variables

    // Tr{a}
    int& tr_xr = a;

    // T{24}
    int t_x = 24;

    // = (asignement)
    tr_xr = t_x;
    }

    return a; // 24
}

所以基本上,std::tie(a)初始化一个数据成员引用a.std::tuple<int>(24)使用值创建数据成员,24赋值为第一个结构中的数据成员引用分配24.但由于该数据成员是一个绑定的引用a,基本上是指定24的a.

Answer 2

这不会以任何方式回答你的问题,但是让我发布它,因为C++ 17基本上已经准备就绪(有编译器支持),所以在想知道过时的东西是如何工作的时候,可能值得看看当前的情况,以及未来,C++的版本也有用.

使用C++ 17,你几乎可以std::tie支持所谓的结构化绑定.他们做同样的事情(好吧,不一样,但他们有相同的净效果),虽然你需要输入更少的字符,它不需要图书馆支持,你也有能力参考,如果碰巧是你想要什么.

(请注意,在C++ 17中,构造函数会进行参数推导,因此make_tuple也变得多余了.)

int a, b;
std::tie(a, b) = std::make_tuple(2, 3);

// C++17
auto  [c, d] = std::make_tuple(4, 5);
auto  [e, f] = std::tuple(6, 7);
std::tuple t(8,9); auto& [g, h] = t; // not possible with std::tie