STL源码解析之tuple

最新推荐文章于 2024-02-25 16:48:42 发布

可爱一只小小鱼

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分类专栏： STL源码解析（初读源码）

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STL源码解析（初读源码）专栏收录该内容

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本文深入探讨了C++标准库中std::tuple的实现原理，通过模板递归继承的层次结构，解释了元素存储顺序及常数时间get()操作的实现。通过自定义mytuple类的实例化过程，验证了元素的实际存储顺序是从右向左。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

问题：struct tuple的实现原理（这个部分之关于模板的，只要模板基础可以，我觉得读懂应该没啥问题，我对模板知识掌握的不够牢固，不能完全确定，就做了个测试来解决）下面是源码中的模板定义和部分实例化。（测试的结论我放代码里面了）

（注：有新的收获会再修改，也欢迎大家一起讨论和指教。改于2019/7/1）

 /**
   * Contains the actual implementation of the @c tuple template, stored
   * as a recursive inheritance hierarchy from the first element (most
   * derived class) to the last (least derived class). The @c Idx
   * parameter gives the 0-based index of the element stored at this
   * point in the hierarchy; we use it to implement a constant-time
   * get() operation.
   */
template<std::size_t _Idx, typename... _Elements>
    struct _Tuple_impl;

  /**
   * Recursive tuple implementation. Here we store the @c Head element
   * and derive from a @c Tuple_impl containing the remaining elements
   * (which contains the @c Tail).
   */
  template<std::size_t _Idx, typename _Head, typename... _Tail>
    struct _Tuple_impl<_Idx, _Head, _Tail...>
    : public _Tuple_impl<_Idx + 1, _Tail...>,
      private _Head_base<_Idx, _Head>
{
}

（在此之前，先说明下，tuple的实现是通过模板的递归继承调用的层次结构，在第一段的说明也有说）在上面一开始的注释中，第一个元素是最多基类，最后一个是最少基类，那么哪个是第一个呢，这次就是要验证这个

#include <tuple>
#include <iostream>
#include <functional>
#include <utility>
#include <typeinfo>
using namespace std;
#define myint(V) V==5?2:3
/**

这部分我是测试命名空间后面为啥可以加宏

根据测试，可以在命名空间加上啥都未define的宏，就是只有一个名称（全字母）
在stl中出现很多这种，目测，很多是用来版本定义的（个人观点）
#define ASD
#define _GLIBCXX_PSEUDO_VISIBILITY(v) ASD
namespace myspace _GLIBCXX_PSEUDO_VISIBILITY(v) {

}
*/
/**
  *测试template<std::size_t _Idx, typename _Head, typename... _Tail>
  *  struct _Tuple_impl<_Idx, _Head, _Tail...>
  * : public _Tuple_impl<_Idx + 1, _Tail...>,
  */
template<typename... Elements>
class mytuple;

static int i = 0;


/*这个是用于最初的类，就是基类，简单来说，就是template<typename... Elements> class mytuple;
上面这个声明的一种特殊情况，即模板参数只有一个的情况，没有这个，
在下面继承模板类中的  :public mytuple<_tail...>会报错，从下面的运行结果，可以看出，这个作为所有mytuple的基类（就是最顶端，最多派生类的那个）
*/
template <typename... _tail>
class mytuple{
public:
    mytuple(){ cout<<"begin"<<endl; }
};
/*
在运行结果中，可以看出，第一个是int类型，就是mytuple<string,int,char,string,int> a(1);中的最后一个，那么可以得出结论，问题中的第一个是指的我们输入的最后一个。
*/
template <typename _first,typename... _tail>
class mytuple<_first, _tail...>
        :public mytuple<_tail...>
{
    template<typename...> friend class mytuple;
    typedef _first head;
   public:
    mytuple(){
        head a;
        cout<<"default constructor: "<<i++;
        cout<<" "<<typeid (a).name()<<endl;
    }
   mytuple(int){
        head a;
        cout<<typeid (a).name()<<" "<<i++<<endl;
    }
};

int main()
{
    mytuple<string,int,char,string,int> a(1);
}

测试结果：