C++ std::tie函数详解

函数原型
C++中std::tie函数的作用就是从元素引用中生成一个tuple元组，其在头文件<tuple>中定义，其函数原型如下：

template< class... Types >
std::tuple<Types&...> tie( Types&... args ) noexcept; //C++11起, C++14前

template< class... Types >
constexpr std::tuple<Types&...> tie( Types&... args ) noexcept;//C++14起

其中参数 args 为构造 tuple 所用的零或更多左值参数。其返回值为含左值引用的std::tuple对象。

作用和用法
1. 解包 tuple 和 pair
std::tie 可以用于解包 tuple 和 pair，因为 std::tuple 拥有从 pair 的转换赋值。

注：元组tuple可以将不同类型的元素存放在一起，可以理解为pair的扩展（pair只能包含两个元素，而tuple可以多个）。

std::tuple拥有从 pair 的转换赋值的主要原因就是：tuple的实现中重载了 operator=，其部分原型如下：

template< class U1, class U2 >
tuple& operator=( const std::pair<U1, U2>& p );//C++11 起, C++20 前

因此，std::tie可以用于pair的解包：

std::set<int> set;
std::set<int>::iterator iter;
bool result;
std::tie(iter, result) = set.insert(value);//解包 insert 的返回值为 iter 与 result
std::tie(std::ignore, result) = set.insert(value);//使用std::ignore忽略insert的返回pair中的第一个元素

注：std::ignore 是令 std::tie 在解包 std::tuple 时作为不使用的参数的占位符使用，即忽略某些 tuple 中的某些返回值。

2. 批量赋值
std::tie 可以将多个变量的引用整合成一个 tuple，进而通过另外一个同类型的 tuple 进行批量赋值。

tuple<string, double, int> tup("idoit", 98.8, 1);
string name;
double score;
int rank;

//通过变量tup实现对name、score、rank的批量赋值操作
tie(name, score, rank) = tup;

3. 比较结构体
可以将结构体成员传入std::tie，从而实现结构体的比较。

struct S {
    int n;
    std::string s;
    float d;
    bool operator<(const S& rhs) const
    {
        // 比较 n 与 rhs.n,
        // 然后为 s 与 rhs.s,
        // 然后为 d 与 rhs.d
        return std::tie(n, s, d) < std::tie(rhs.n, rhs.s, rhs.d);
        //注：由于tie返回的是一个 tuple，tuple的实现已经重载了operator<，因此可以利用tuple的operator<，进而实现结构体S的operator<。
    }
};

具体示例

#include <iostream>
#include <set>
#include <string>
#include <tuple>
using namespace std;

struct S {
    int n;
    string s;
    float d;
    bool operator<(const S& rhs) const {
        // 比较 n 与 rhs.n,
        // 然后为 s 与 rhs.s,
        // 然后为 d 与 rhs.d
        return tie(n, s, d) < tie(rhs.n, rhs.s, rhs.d);
    }
};

int main() {
    set<S> set_of_s;

    S value1{42, "Test1", 3.14};
    S value2{23, "Test2", 3.14};
    set<S>::iterator iter;
    bool result;

    /************解包**********/
    tie(iter, result) = set_of_s.insert(value1);
    if (result) cout << "Value1 was inserted successfully\n";

    tie(std::ignore, result) = set_of_s.insert(
        value2);  // 使用std::ignore忽略insert的返回pair中的第一个元素
    if (result) cout << "Value2 was inserted successfully\n";

    /***********结构体比较**********/
    bool r = value1 < value2;
    cout << "value1 < value2 : " << r << endl;

    /***********批量赋值**********/
    tuple<string, double, int> tup("idoit", 98.8, 1);
    string name;
    double score;
    int rank;

    tie(name, score, rank) = tup;
    cout << name << " " << score << " " << rank << endl;

    return 0;
}

输出结果：

Value1 was inserted successfully
Value2 was inserted successfully
value1 < value2 : 0
idoit 98.8 1 作者：艰默 https://www.bilibili.com/read/cv23736565?from=category_17 出处：bilibili