淺析C++尺度庫元組（tuple）源碼。本站提示廣大學習愛好者：（淺析C++尺度庫元組（tuple）源碼）文章只能為提供參考，不一定能成為您想要的結果。以下是淺析C++尺度庫元組（tuple）源碼正文
1、甚麼是元組
元組不是甚麼新穎器械，在數學、python說話還有我們明天要說的C++都有元組。
簡略地說，元組就是一組器械，例如，在講代數拓撲的時刻，常常把拓撲空間X和個中一點x作為一個偶對(X, x)，這其實就是個元組，點的坐標也能夠算作一個元組。C++中的元組（tuple）是這個模樣的：
std::tuple<int, std::string> tu{ 2,"12iop" };
一個tuple可以包括分歧類型的成員，例如下面的tu包括一個int和一個字符串。
2、用法
在考核源碼之前，我們必需先曉得它的用法。
要想應用tuple，要包括頭文件<tuple>：
#include <tuple>
tuple現實上是一個有可變參數的類模板，應用的時刻，傳入若干個參數將其特化。
struct Point
{
int x;
int y;
};
void main()
{
std::tuple<int, std::string> t1{ 1,"qwer" }; // 一個由int和字符串構成的tuple
constexpr std::tuple<int, void*> t2{ 1,nullptr }; // 一個由int和void*構成的tuple
std::tuple<int, Point> t3{ 1,{20,89} }; // 一個由int和Point構造體構成的tuple
std::tuple<int, char, std::string> t4{ 1,'t',"qwer" }; // 一個由int、char、字符串構成的tuple
}
下面的代碼中，我用constexpr潤飾了t2，這是完整准確的，std::tuple的結構函數是constexpr的。
獲得tuple中的值，用std::get。這不是函數，而是函數模板，我們須要傳入size_t類型的變量將其特化，或許傳入一個類型，告知它我們須要掏出元組中的哪一個類型的成員。
struct Point
{
int x;
int y;
};
void main()
{
std::tuple<int, std::string> t1{ 1,"qwer" };
constexpr std::tuple<int, void*> t2{ 10,nullptr };
std::tuple<int, Point> t3{ 1,{20,89} };
std::tuple<int, char, std::string> t4{ 1,'t',"qwer" };
std::cout << std::get<0>(t1) << std::endl; // 1
constexpr int n2 = std::get<0>(t2);
std::cout << n2 << std::endl; // 10
auto s = std::get<char>(t4);
std::cout << s << std::endl; // t
}
std::get也是constexpr的，所以n2也是一個編譯時的常量。
我們經由過程get<char>的方法獲得了s，它是char類型的變量。std::get<T>可以從tuple中獲得到第一個類型為T的成員。
tuple也能夠用【==】和【!=】比擬能否相等：
std::tuple<int, std::string> t5{ 1,"qwer" };
if (t1 == t5)
{
std::cout << "==" << std::endl;
}
引見tuple的用法不是本文的重要內容，故到此為止。有興致的同窗可以自行查閱材料。
接上去，是時刻考核一看源碼了。
3、源碼剖析
tuple是個可變參數的類模板：
template<typename... _Types> class tuple;
這是對類模板的聲明。
接上去，完成參數個數為零的空tuple。
3.1 tuple<>
struct allocator_arg_t
{};
template<>
class tuple<>
{
public:
typedef tuple<> _Myt;
constexpr tuple() noexcept
{}
template<typename _Alloc>
tuple(allocator_arg_t, const _Alloc&) noexcept
{}
constexpr tuple(const tuple&) noexcept
{}
template<class _Alloc>
tuple(allocator_arg_t, const _Alloc&, const _Myt&) noexcept
{}
void swap(_Myt&) noexcept
{}
constexpr bool _Equals(const _Myt&) const noexcept
{
return true;
}
constexpr bool _Less(const _Myt&) const noexcept
{
return false;
}
};
allocator_arg_t是個空的構造體，臨時不論它。_Myt就是tuple<>本身，如許寫起來便利一些。
tuple<>界說了空的結構函數和拷貝結構函數（空tuple沒甚麼可做的）。
成員函數swap用於與另外一個tuple<>交流內容，由於沒甚麼可交流的，函數體固然是空的。
_Equals用來斷定兩個tuple<>能否相等，它前往true，這是明顯的（一切的tuple<>都是一個模樣）。
_Less從函數名看，是為了比擬年夜小，但假如碰到沒有重載<的類型呢？臨時不論它。
有了空tuple的界說，便可以界說非空的tuple。
3.2 非空的tuple
template<class _This,
class... _Rest>
class tuple<_This, _Rest...>
: private tuple<_Rest...>
{
// 內容
}
n(>0)個元素的tuple公有繼續了n-1個元素的tuple。明顯這是一種遞歸界說，終究會遞歸到tuple<>，而tuple<>是曾經界說好了得。
例如，tuple<int, char, short>公有繼續了tuple<char, short>，而tuple<char, short>又公有繼續了tuple<short>，tuple<short>公有繼續了tuple<>。因為公有繼續可以完成“has-a”功效，所以，如許的方法可以將分歧類型的對象組合在一路。以下圖：
那末，tuple是若何存儲個中的元素呢？
template<class _This,
class... _Rest>
class tuple<_This, _Rest...>
: private tuple<_Rest...>
{ // recursive tuple definition
public:
typedef _This _This_type;
typedef tuple<_This, _Rest...> _Myt;
typedef tuple<_Rest...> _Mybase;
static const size_t _Mysize = 1 + sizeof...(_Rest);
_Tuple_val<_This> _Myfirst; // 存儲的元素
}
本來，它有個成員叫_Myfirst，它就是用來存儲_This類型的變量的。你會看到_Myfirst的類型不是_This而是_Tuple_val<_This>，其實，_Tuple_val又是一個類模板，它的代碼這裡就不睜開了，簡而言之，它的感化是存儲一個tuple中的變量。_Myfirst._Val才是真實的元素。
這個tuple只存儲一個元素，類型為_Rest...的其他元素存在基類_MyBase即tuple<_Rest...>中。我們依然以tuple<int, char, short>為例，tuple<int, char, short>存儲了一個int，有基類tuple<char, short>；而tuple<char, short>存儲了一個char，有基類tuple<short>；tuple<short>存儲了一個short，有基類tuple<>；tuple沒有基類也不存儲任何元素。
3.3 結構函數
tuple的結構函數沒甚麼可說的，就是初始化_Myfirst和_MyBase，固然，_MyBase也要停止麼一個進程，直到tuple<>。
constexpr tuple(): _Mybase(), _Myfirst()
{}
constexpr explicit tuple(const _This& _This_arg,
const _Rest&... _Rest_arg)
: _Mybase(_Rest_arg...),
_Myfirst(_This_arg)
{}
tuple(const _Myt&) = default;
tuple(_Myt&&) = default;
它還供給了默許拷貝結構函數和挪動結構函數（挪動語義是C++11中新增的特征，請自行查閱材料）。其實，它還有許多結構函數，寫起來挺熱烈，不過就是用分歧的方法為它賦初值，故省略。
3.4 部門成員函數
tuple重載了賦值符號（=），如許，tuple之間是可以賦值的
template<class... _Other>
_Myt& operator=(const tuple<_Other...>& _Right)
{ // assign by copying same size tuple
_Myfirst._Val = _Right._Myfirst._Val;
_Get_rest() = _Right._Get_rest();
return (*this);
}
賦值符號前往右邊的援用，這類行動和C++的內置類型是分歧的。_Get_rest是tuple的成員函數，感化是把除_Myfirst以外的那些元素拿出來。
接上去是成員函數_Equals，
template<class... _Other>
constexpr bool _Equals(const tuple<_Other...>& _Right) const
{
static_assert(_Mysize == sizeof...(_Other), "comparing tuple to object with different size");
return (_Myfirst._Val == _Right._Myfirst._Val && _Mybase::_Equals(_Right._Get_rest()));
}
個中停止了靜態斷言，假如兩個tuple的元素個數不雷同，會激發一個編譯時的毛病。假如對應的類型不克不及用==停止比擬，在模板特化時也會激發編譯期的毛病，例如，tuple<std::string, int>不克不及和tuple<int, char>比擬，由於std::string和int是不克不及用==停止比擬的。
後面提到的_Get_rest在這裡：
_Mybase& _Get_rest() noexcept
{
return (*this);
}
constexpr const _Mybase& _Get_rest() const noexcept
{
return (*this);
}
它前往對基類的援用。*this的類型固然是_Myt，但依據C++語法（可以把派生類的援用賦給對基類的援用），所以如許做是沒成績的。
以上就是C++尺度庫元組（tuple）源碼淺析的全體內容，願望對年夜家的進修有所贊助。
