Стенли Липпман - Язык программирования C++. Пятое издание

Последний стандарт существенно увеличил размер и область видимости библиотеки. Действительно, посвященная библиотеке часть стандарта более чем удвоилась по сравнению с прежним выпуском стандарта и составила почти две трети текста нового стандарта. В результате подробное рассмотрение каждого класса библиотеки С++ стало невозможным в данном издании. Однако четыре специализированных библиотечных средства являются достаточно общими, чтобы рассмотреть их в данной книге: это кортежи, наборы битов, генераторы случайных чисел и регулярные выражения. Кроме того, будут рассмотрены также некоторые дополнительные специальные средства библиотеки ввода и вывода.

Шаблон tuple(кортеж) подобен шаблону pair(пара) (см. раздел 11.2.3). У каждого экземпляра шаблона pairмогут быть члены разных типов, но их всегда только два. Члены экземпляров шаблона tupleтакже могут иметь разные типы, но количество их может быть любым. Каждый конкретный экземпляр шаблона tupleимеет фиксированное количество членов, но другой экземпляр типа может отличаться количеством членов.

Тип tupleособенно полезен, когда необходимо объединить некие данные в единый объект, но нет желания определять структуру для их хранения. Список операций, поддерживаемых типом tuple, приведен в табл. 17.1. Тип tuple, наряду с сопутствующими ему типами и функциями, определен в заголовке tuple.

Таблица 17.1. Операции с кортежами

Тип tupleможно считать структурой данных на "скорую руку".

При определении кортежа следует указать типы каждого из его членов:

tuple threeD; // все три члена установлены в 0

tuple, int, list>

someVal("constants", {3.14, 2.718}, 42, {0,1,2,3,4,5});

При создании объекта кортежа можно использовать либо стандартный конструктор кортежа, инициализирующий каждый член по умолчанию (см. раздел 3.3.1), либо предоставить инициализатор для каждого члена, как при инициализации кортежа someVal. Этот конструктор кортежа является явным (см. раздел 7.5.4), поэтому следует использовать прямой синтаксис инициализации:

tuple threeD = {1,2,3}; // ошибка

tuple threeD{1,2,3}; // ok

В качестве альтернативы, подобно функции make_pair()(см. раздел 11.2.3), можно использовать библиотечную функцию make_tuple(), создающую объект кортежа:

// кортеж, представляющий транзакцию приложения книжного магазина:

// ISBN, количество, цена книги

auto item = make_tuple("0-999-78345-X", 3, 20.00);

Подобно функции make_pair(), функция make_tuple()использует типы, предоставляемые в качестве инициализаторов, для вывода типа кортежа. В данном случае кортеж itemимеет тип tuple.

В типе pairвсегда есть два члена, что позволяет библиотеке присвоить им имена first(первый) и second(второй). Для типа tupleтакое соглашение об именовании невозможно, поскольку у него нет ограничений на количество членов. В результате члены остаются безымянными. Вместо имен для обращения к членам кортежа используется библиотечный шаблон функции get. Чтобы использовать шаблон get, следует определить явный аргумент шаблона (см. раздел 16.2.2), задающий позицию члена, доступ к которому предстоит получить. Функция get()получает объект кортежа и возвращает ссылку на его заданный член:

auto book = get<0>(item); // возвращает первый член item

auto cnt = get<1>(item); // возвращает второй член item

auto price = get<2>(item)/cnt; // возвращает последний член item

get<2>(item) *= 0.8; // применяет 20%-ную скидку

Значение в скобках должно быть целочисленным константным выражением (см. разделе 2.4.4). Как обычно, счет начинается с 0, а значит, первым членом будет get<0>.

Если подробности типов в кортеже неизвестны, для выяснения количества и типов его членов можно использовать два вспомогательных шаблона класса:

typedef decltype(item) trans; // trans - тип кортежа item

// возвращает количество членов в объекте типа trans

size_t sz = tuple_size::value; // возвращает 3

// cnt имеет тот же тип, что и второй член item

tuple_element<1, trans>::type cnt = get<1>(item); // cnt - это int

Для использования шаблонов tuple_sizeи tuple_elementнеобходимо знать тип объекта кортежа. Как обычно, проще всего определить тип объекта при помощи спецификатора decltype(см. раздел 2.5.3). Здесь спецификатор decltypeиспользуется для определения псевдонима для типа кортежа item, который и используется при создании экземпляров обоих шаблонов.