结构化绑定的用例是什么？

Question

C++17 标准引入了一个新的structured bindings 功能，最初是 2015 年的proposed，后来它的语法出现了广泛的discussed。

当您查看文档时，就会想到它们的一些用途。

聚合分解

让我们声明一个元组：

std::tuple<int, std::string> t(42, "foo");

使用结构化绑定可以很容易地在一行中获得命名的元素副本：

auto [i, s] = t;

相当于：

auto i = std::get<0>(t);
auto s = std::get<1>(t);

或

int i;
std::string s;
std::tie(i, s) = t;

对元组元素的引用也可以轻松获得：

auto& [ir, sr] = t;
const auto& [icr, scr] = t;

所以我们可以使用所有成员都是公共的数组或结构/类。

多个返回值

一种从函数中获取多个返回值的便捷方法紧随上述内容。

还有什么？

您能否提供一些其他可能不太明显的结构化绑定用例？它们还能如何提高 C++ 代码的可读性甚至性能？

备注

正如在 cmets 中提到的，结构化绑定的当前实现缺少一些特性。它们是非可变的，它们的语法不允许显式跳过聚合成员。 Here 可以找到关于可变性的讨论。

Answer 1

您能否提供一些其他可能不太明显的结构化绑定用例？它们还能如何提高 C++ 代码的可读性甚至性能？

更一般地说，您可以使用它来（让我说）解包一个结构并从中填充一组变量：

struct S { int x = 0; int y = 1; };

int main() {
    S s{};
    auto [ x, y ] = s;
    (void)x, void(y);
}

反之亦然：

struct S { int x = 0; int y = 1; };

int main() {
    S s{};
    auto x = s.x;
    auto y = s.y;
    (void)x, void(y);
}

数组也是如此：

int main() {
    const int a[2] = { 0, 1 };
    auto [ x, y ] = a;
    (void)x, void(y);
}

无论如何，当您从函数返回结构或数组时，它也有效，您可能会争辩说这些示例属于您已经提到的同一组案例。

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cmets 中提到的另一个很好的例子是@TobiasRibizel 的回答是遍历容器并轻松解包内容的可能性。
以std::map为例：

#include <map>
#include <iostream>

int main() {
    std::map<int, int> m = {{ 0, 1 }, { 2, 3 }};
    for(auto &[key, value]: m) {
        std::cout << key << ": " << value << std::endl;
    }
}

Answer 2

您能否提供一些其他可能不太明显的结构化绑定用例？

它们可用于为结构实现get<N> - 请参阅magic_get's automatically generated core17_generated.hpp。这很有用，因为它提供了一种原始形式的静态反射（例如，遍历 struct 的所有成员）。

Answer 3

除非有相反的证据，我认为结构化绑定只是处理遗留 API 的一种工具。恕我直言，需要 SB 的 API 应该已经修复了。

所以，而不是

auto p = map.equal_range(k);
for (auto it = p.first; it != p.second; ++it)
    doSomethingWith(it->first, it->second);

我们应该会写

for (auto &e : map.equal_range(k))
    doSomethingWith(e.key, e.value);

而不是

auto r = map.insert({k, v});
if (!r.second)
    *r.first = v;

我们应该会写

auto r = map.insert({k, v});
if (!r)
    r = v;

等等

当然，有人会在某个时候找到一个巧妙的用途，但对我来说，在了解它们一年之后，它们仍然是一个未解之谜。特别是。因为这篇论文是由 Bjarne 共同撰写的，他通常不以介绍适用性如此狭窄的特性而闻名。

Answer 4

在if语句中初始化多个不同类型的变量；例如，

if (auto&& [a, b] = std::pair { std::string { "how" }, 4U }; a.length() < b)
   std::cout << (a += " convenient!") << '\n';