C++11：tuple元组

C++11 标准新引入了一种类模板，命名为 tuple（元组）。tuple 最大的特点是：实例化的对象可以存储任意数量、任意类型的数据。
tuple 的应用场景很广泛，例如当需要存储多个不同类型的元素时，可以使用 tuple；当函数需要返回多个数据时，可以将这些数据存储在 tuple 中，函数只需返回一个 tuple 对象即可。

1. tuple对象的创建

tuple 本质是一个以可变模板参数定义的类模板，它定义在  头文件并位于 std 命名空间中。因此要想使用 tuple 类模板，程序中需要首先引入以下代码：

1. #include <tuple>
2. using std::tuple;

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实例化 tuple 模板类对象常用的方法有两种，一种是借助该类的构造函数，另一种是借助 make_tuple() 函数。
1.1 类的构造函数

tuple 模板类提供有很多构造函数，包括：

1. 1) 默认构造函数
2. constexpr tuple();
3. 2) 拷贝构造函数
4. tuple (const tuple& tpl);
5. 3) 移动构造函数
6. tuple (tuple&& tpl);
7. 4) 隐式类型转换构造函数
8. template <class... UTypes>
9.     tuple (const tuple<UTypes...>& tpl); //左值方式
10. template <class... UTypes>
11.     tuple (tuple<UTypes...>&& tpl);      //右值方式
12. 5) 支持初始化列表的构造函数
13. explicit tuple (const Types&... elems);  //左值方式
14. template <class... UTypes>
15.     explicit tuple (UTypes&&... elems);  //右值方式
16. 6) 将pair对象转换为tuple对象
17. template <class U1, class U2>
18.     tuple (const pair<U1,U2>& pr);       //左值方式
19. template <class U1, class U2>
20.     tuple (pair<U1,U2>&& pr);            //右值方式

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举个例子：

1. #include <iostream>     // std::cout
2. #include <tuple>        // std::tuple
3. using std::tuple;
5. int main()
6. {
7.     std::tuple<int, char> first;                             // 1)   first{}
8.     std::tuple<int, char> second(first);                     // 2)   second{}
9.     std::tuple<int, char> third(std::make_tuple(20, 'b'));   // 3)   third{20,'b'}
10.     std::tuple<long, char> fourth(third);                    // 4)的左值方式, fourth{20,'b'}
11.     std::tuple<int, char> fifth(10, 'a');                    // 5)的右值方式, fifth{10.'a'}
12.     std::tuple<int, char> sixth(std::make_pair(30, 'c'));    // 6)的右值方式, sixth{30,''c}
13.     return 0;
14. }

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1.2 make_tuple()函数

上面程序中，我们已经用到了 make_tuple() 函数，它以模板的形式定义在  头文件中，功能是创建一个 tuple 右值对象（或者临时对象）。
对于 make_tuple() 函数创建了 tuple 对象，我们可以上面程序中那样作为移动构造函数的参数，也可以这样用：

1. auto first = std::make_tuple (10,'a');   // tuple < int, char >
2. const int a = 0; int b[3];
3. auto second = std::make_tuple (a,b);     // tuple < int, int* >

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程序中分别创建了 first 和 second 两个 tuple 对象，它们的类型可以直接用 auto 表示。
2. tuple常用函数

为了方便在实际开发中使用 tuple 对象，tupe 模板类提供了一个功能实用的成员函数， 头文件中也提供了一些和操作 tuple 对象相关的函数模板和类模板，如下表所示：
函数或类模板描 述tup1.swap(tup2) swap(tup1, tup2)tup1 和 tup2 表示类型相同的两个 tuple 对象，tuple 模板类中定义有一个 swap() 成员函数， 头文件还提供了一个同名的 swap() 全局函数。  swap() 函数的功能是交换两个 tuple 对象存储的内容。get(tup)tup 表示某个 tuple 对象，num 是一个整数，get() 是  头文件提供的全局函数，功能是返回 tup 对象中第 num+1 个元素。tuple_size::valuetuple_size 是定义在  头文件的类模板，它只有一个成员变量 value，功能是获取某个 tuple 对象中元素的个数，type 为该tuple 对象的类型。tuple_element::typetuple_element 是定义在  头文件的类模板，它只有一个成员变量 type，功能是获取某个 tuple 对象第 I+1 个元素的类型。forward_as_tupleargs... 表示 tuple 对象存储的多个元素，该函数的功能是创建一个 tuple 对象，内部存储的 args... 元素都是右值引用形式的。tie(args...) = tuptup 表示某个 tuple 对象，tie() 是  头文件提供的，功能是将 tup 内存储的元素逐一赋值给 args... 指定的左值变量。tuple_cat(args...)args... 表示多个 tuple 对象，该函数是  头文件提供的，功能是创建一个 tuple 对象，此对象包含 args... 指定的所有 tuple 对象内的元素。<blockquote>
tuple 模板类对赋值运算符 = 进行了重载，使得同类型的 tuple 对象可以直接赋值。此外，tuple 模板类还重载了 ==、!=、、>=、