Tuples Herb Sutter(陶章志譯) (轉)

Tuples Herb Sutter(陶章志譯) (轉)[@more@] 

Tuples

Herb Sutter(陶章志譯)

就像我上期所報導的一樣，在2002十月標準會議上，兩個庫擴充套件作為標準庫延深，而被透過。:namespace prefix = o ns = "urn:schemas--com::office" />

1  是Doug Gregor’s提出的多型的 wrappers。

2  Jaakko Järvi's提出的tuple型別。

這兩個都是直接來在Boost專案。（Boost專案是一個C++ libraries 集合）上次，我答應在這期和下一期將介紹這兩個擴充套件的庫，這個月，就讓我來簡單的介紹一下tuple型別。

Tuple Types：一個簡單Motivating例子

假如你想用一個函式返回多於一個返回值，例如：

// yields a quotient only

//

int IntegerDiv( int n, int d ) {

  return n / d;

}

 

// Sample use:

cout << "quotient = " << IntegerDivide( 5, 4 );

 

 在這個實現中有什麼錯誤嗎？ 也許沒有，畢竟在中，我們內嵌了整數除法。包括結果也能夠四捨五入。

  但是，如果我們想做更多。特別，想提供一個方法得到除法其他的資訊，例如除法的餘數。如果沒有改變函式的結構。那麼，實現這樣的要求的函式不是一件容易的事情。

一種辦法我們在函式中加入一個輸出變數。

// Example 1(b): Integer division,

// yielding a quotient and remainder,

// one as the return value and one via

// an output parameter

//

int IntegerDivide( int n, int d, int& r ) {

  r = n % d;

  return n / d;

}

// Sample use:

int remainder;

int quotient = IntegerDivide( 5, 4, remainder );

cout << "quotient = " << quotient

<< "remainder = " << remainder;

 

這個方法的實現比較，但是我們經常這麼實現。這種透過返回值和輸出變數來返回函式返回值的辦法，看起來有點不可思議。有人也許會說下面的辦法更好。

// Example 1(c): Integer division,

// yielding a quotient and remainder,

// this time via two output parameters

//

void IntegerDivide( int n, int d, int& q, int& r ) {

  r = n % d;

  q = n / d;

}

 

// Sample use:

int quotient, remainder;

IntegerDivide( 5, 4, quotient, remainder );

cout << "quotient = " << quotient

  << "remainder = " << remainder;

這種辦法也許更加協調。但是 還是比較含糊，不令人滿意。稍微想一想，我們會記得為什麼：Ralph Waldo Emerson建議我們：“一個愚笨的一致性的想法是思想混亂的怪物”（a foolish consistency is the hobgoblin of little minds）。這個版本能夠正常工作，但是，如果你認為它不穩定的話，我不會責怪你。

那麼該怎麼做呢？在這一點我們通常會想起在標準庫中我們有一個工具：std::pair，畢竟在標準模板庫中有很多函式可以返回幾個值 ，iterator範圍就是作為一個單獨的值－同時，大多透過pair實現的，同樣的方法能夠執行，如下：

// Example 1(d): Integer division,

// yielding a quotient and remainder,

// this time both in the return value

//

std::pair IntegerDivide( int n, int d ) {

  return pair( n/d, n%d );

}

 

// Sample use:

pair quot_rem = IntegerDivide( 5, 4 );

cout << "quotient = " << quot_rem.first

  << "remainder = " << quot_rem.second;

可以看出這是一個滿意的做法，同時，它還可以提高。

Tuples in Action

  一些語言，包括Haskell, ML, 以及，都直接支援tuple types。C＋＋不是這樣，這是因為C＋＋是一個能做任何事情，和內建標準庫的語言，因此，我們能夠，以庫的形式實現我們自己的tuple types。像等語言是把tuple type作為pair一個系列打包在一起。一個 tuple

type和“bundle-o-values”很相像。

在下面一個tuple-ized 的IntegerDivide例子和上面pair-ized 是很相像的，但是，我們不要被迷惑了，畢竟它使用的是一種新的方法:

// Example 2(a): Integer division,

// yielding a quotient and remainder,

// via a type return type

//

tuple IntegerDivide( int n, int d ) {

  return tuple( n/d, n%d );

}

 

// Sample use:

tuple quot_rem = IntegerDivide( 5, 4 );

cout << "quotient = " << quot_rem.get<0>()

  << "remainder = " << quot_rem.get<1>();

這個例子的語法沒有pair那麼優雅，但是，它卻是和pairs一樣的簡單好用。

另一方面，typle 不侷限於只有兩個成員，它可以有任意多的成員，因此，它可以捆綁任何多個數值，我們來看下面的例子：

// Example 2(b): Floating-point division,

// yielding a quotient and remainder,

// but also an underflow

//

tuple // quotient, remainder, underflow

FloatDivide( float n, float d ) {

  // —

}

如果，我們使用std::pair來實現的話，那麼將會是這樣，std::pair >, （譯註：這樣大家也許能夠看出tuple的優勢了把）

  但是，我們不能老是把tuple作為bundle-o-values來使用。這裡有一些方法把來說怎樣把一些獨立的變數捆綁成tuple 。這是對於捆綁數值和解綁數值都是有用。例如，我們回到第一個關於除法例子   。

// Example 3: Bundling and unbundling

// using "tie"

//

tuple IntegerDivide( int n, int d ) {

  return tuple( n/d, n%d );

}

 

// Sample use:

int quotient, remainder;

tie( quotient, remainder ) = IntegerDivide( 5, 4 );

cout << "quotient = " << quotient

<< "remainder = " << remainder;

透過這種方法，我們就不用寫那些我們不喜歡寫的輸出變數了，Tuples有自己的輸入，輸出符號，和解壓運算子號。

// Example 4(a): Streaming tuples

//

tuple quot_rem = IntegerDivide( 5, 4 );

cout << quot_rem; // "(1 1)"

另一方面，如果，你想發揮一下你才智的話，你可以控制括號，和分界符。

// Example 4(b): Customizing streamed tuples

//

tuple quot_rem = IntegerDivide( 5, 4 );

cout << tuples::set_open('['] << tuples::set_close(')')

 

  << tuples::set_delimiter(',')

  << quot_rem; // "[1,1]"

你如果有興趣，你可以參考Boost中tuple的實現，（）,

下期預告：

  在下一期裡，我將詳細講解function機制