c++之元组std::tuple常见用法
元组，c++11中引入的新的类型，可类比std::pair。 但是std::pair只能支持两个元素。 理论上， 元组支持0~任意个元素。
本文演示环境： VS2015 up3
0、头文件
#include <tuple>
1、创建和初始化
1.1、创建一个空的元组， 创建时，需要指定元组的数据类型。
std::tuple<int, float, double, long, long long> first;
1.2 、创建一个元组并初始化元组。
1 std::string str_second_1("_1"); 2 std::string str_second_2("_2"); 3 4 // 指定了元素类型为引用 和 std::string, 下面两种方式都是可以的，只不过第二个参数不同而已 5 std::tuple<std::string, std::string> second_1(str_second_1, std::string("_2")); 6 std::tuple<std::string, std::string> second_2(str_second_1, str_second_2);
1.3、创建一个元素是引用的元组
1 //3、创建一个元组，元组的元素可以被引用, 这里以 int 为例 2 int i_third = 3; 3 std::tuple<int&> third(std::ref(i_third));
1.4、使用make_tuple创建元组
1 int i_fourth_1 = 4; 2 int i_fourth_2 = 44; 3 // 下面的两种方式都可以 4 std::tuple<int, int> forth_1 = std::make_tuple(i_fourth_1, i_fourth_2); 5 auto forth_2 = std::make_tuple(i_fourth_1, i_fourth_2);
1.5、创建一个类型为引用的元组， 对元组的修改。 这里以 std::string为例
1 std::string str_five_1("five_1"); 2 // 输出原址值 3 std::cout << "str_five_1 = " << str_five_1.c_str() << "\n"; 4 5 std::tuple<std::string&, int> five(str_five_1, 5); 6 // 通过元组 对第一个元素的修改，str_five_1的值也会跟着修改，因为元组的第一个元素类型为引用。 7 // 使用get访问元组的第一个元素 8 std::get<0>(five) = "five_2"; 9 10 // 输出的将是： five_2 11 std::cout << "str_five_1 = " << str_five_1.c_str() << "\n";
输出结果（VS2015 up3输出）：
2、计算元组的元素个数
需要函数： std::tuple_size。 下面是一个例子，
1 std::tuple<char, int, long, std::string> first('A', 2, 3, "4"); 2 // 使用std::tuple_size计算元组个数 3 int i_count = std::tuple_size<decltype(first)>::value; 4 std::cout << "元组个数=" << i_count << "\n";
输出结果：
3、访问元素
访问元组的元素，需要函数： std::get<index>(obj)。其中：【index】是元组中元素的下标，0 ，1 ， 2， 3， 4，.... 【obj】-元组变量。
一个例子：
1 std::tuple<char, int, long, std::string> second('A', 2, 3, "4"); 2 int index = 0; 3 std::cout << index++ << " = " << std::get<0>(second) << "\n"; 4 std::cout << index++ << " = " << std::get<1>(second) << "\n"; 5 std::cout << index++ << " = " << std::get<2>(second) << "\n"; 6 std::cout << index++ << " = " << std::get<3>(second).c_str() << "\n";
输出结果：
【注意】元组不支持迭代访问， 且只能通过索引（或者tie解包：将元组的中每一个元素提取到指定变量中）访问， 且索引不能动态传入。上面的代码中，索引都是在编译器编译期间就确定了。 下面的演示代码将会在编译期间出错。
for (int i = 0; i < 3; i++) std::cout << index++ << " = " << std::get<i>(second) << "\n"; // 无法通过编译
4、获取元素的类型
获取元组中某个元素的数据类型，需要用到另外一个类型： std::tuple_element 。 语法： std::tuple_element<index, tuple> 。 【index】-元组中元素的索引，【tuple】哪一个元组
一个例子：
1 std::tuple<int, std::string> third(9, std::string("ABC")); 2 3 // 得到元组第1个元素的类型，用元组第一个元素的类型声明一个变量 4 std::tuple_element<1, decltype(third)>::type val_1; 5 6 // 获取元组的第一个元素的值 7 val_1 = std::get<1>(third); 8 std::cout << "val_1 = " << val_1.c_str() << "\n";
输出结果：
用获取元组第一个元素的类型声明了一个变量，再对变量赋值。
5、使用 std::tie解包
元组，可以看作一个包，类比结构体。 需要访问元组的元素时，2 种方法： A、索引访问，B、std::tie 。
元组包含一个或者多个元素，使用std::tie解包： 首先需要定义对应元素的变量，再使用tie。 比如，元素第0个元素的类型时 char, 第1个元素类型时int, 那么， 需要定义 一个 char的变量和int的变量， 用来储存解包元素的结果。
一个例子：
1 std::tuple<char, int, long, std::string> fourth('A', 2, 3, "4"); 2 3 // 定义变量，保存解包结果 4 char tuple_0 = '0'; 5 int tuple_1 = 0; 6 long tuple_2 = 0; 7 std::string tuple_3(""); 8 9 // 使用std::tie, 依次传入对应的解包变量 10 std::tie(tuple_0, tuple_1, tuple_2, tuple_3) = fourth; 11 12 // 输出解包结果 13 std::cout << "tuple_0 = " << tuple_0 << "\n"; 14 std::cout << "tuple_1 = " << tuple_1 << "\n"; 15 std::cout << "tuple_2 = " << tuple_2 << "\n"; 16 std::cout << "tuple_3 = " << tuple_3.c_str() << "\n";
输出结果：
说到 std::tie , 看下 VS2015 up3中的定义：
1 template<class... _Types> inline 2 constexpr tuple<_Types&...> 3 tie(_Types&... _Args) _NOEXCEPT 4 { // make tuple from elements 5 typedef tuple<_Types&...> _Ttype; 6 return (_Ttype(_Args...)); 7 }
接着 std::tie 解包。 如果一个元组，只需要取出其中特定位置上的元素，不用把每一个元素取出来， 怎么做？
比如： 只要索引为 偶数的元素。
元组提供了类似占位符的功能： std::ignore 。满足上面的需求，只需要在索引为奇数的位置填上 std::ignore 。 一个例子：
1 std::tuple<char, int, long, std::string> fourth('A', 2, 3, "4"); 2 3 // 定义变量，保存解包结果 4 char tuple_0 = '0'; 5 int tuple_1 = 0; 6 long tuple_2 = 0; 7 std::string tuple_3(""); 8 9 // 使用占位符 10 std::tie(tuple_0, std::ignore, tuple_2, std::ignore) = fourth; 11 12 // 输出解包结果 13 std::cout << "tuple_0 = " << tuple_0 << "\n"; 14 std::cout << "tuple_1 = " << tuple_1 << "\n"; 15 std::cout << "tuple_2 = " << tuple_2 << "\n"; 16 std::cout << "tuple_3 = " << tuple_3.c_str() << "\n";
输出结果：
6、元组连接（拼接）
使用 std::tuple_cat 执行拼接
一个例子：
1 std::tuple<char, int, double> first('A', 1, 2.2f); 2 3 // 组合到一起, 使用auto， 自动推导 4 auto second = std::tuple_cat(first, std::make_tuple('B', std::string("-=+"))); 5 // 组合到一起，可以知道每一个元素的数据类型时什么 与 auto推导效果一样 6 std::tuple<char, int, double, char, std::string> third = std::tuple_cat(first, std::make_tuple('B', std::string("-=+"))); 7 8 // 输出合并后的元组内容 9 int index = 0; 10 std::cout << index++ << " = " << std::get<0>(second) << "\n"; 11 std::cout << index++ << " = " << std::get<1>(second) << "\n"; 12 std::cout << index++ << " = " << std::get<2>(second) << "\n"; 13 14 std::cout << index++ << " = " << std::get<3>(second) << "\n"; 15 std::cout << index++ << " = " << std::get<4>(second).c_str() << "\n";
输出结果：
7、遍历
这里将采用的时 递归遍历，需要注意，考虑爆栈的情况。其实，tuple也是基于模板的STL容器。 因为其可以容纳多个参数，且每个参数类型可不相同，遍历输出则涉及到参数展开的情况，这里以递归的方式实现遍历， 核心代码：
1 template<typename Tuple, size_t N> 2 struct tuple_show 3 { 4 static void show(const Tuple &t, std::ostream& os) 5 { 6 tuple_show<Tuple, N - 1>::show(t, os); 7 os << ", " << std::get<N - 1>(t); 8 } 9 }; 10 11 12 // 偏特性，可以理解为递归的终止 13 template<typename Tuple> 14 struct tuple_show < Tuple, 1> 15 { 16 static void show(const Tuple &t, std::ostream &os) 17 { 18 os << std::get<0>(t); 19 } 20 }; 21 22 23 24 // 自己写个函数，调用上面的递归展开， 25 template<typename... Args> 26 std::ostream& operator << (std::ostream &os, const std::tuple<Args...>& t) 27 { 28 os << "["; 29 tuple_show<decltype(t), sizeof...(Args)>::show(t, os); 30 os << "]"; 31 32 return os; 33 }
调用示例：
1 auto t1 = std::make_tuple(1, 'A', "-=+", 2); 2 std::cout << t1;
输出结果：
