std::tie 与 std::make_tuple

Question

This code compiles 但我想知道应该首选哪个版本：

#include <iostream>
#include <tuple>
using namespace std;

tuple<int, int, int> return_tuple1() {
    int a = 33;
    int b = 22;
    int c = 31;
    return tie(a, b, c);
}

tuple<int, int, int> return_tuple2() {
    int a = 33;
    int b = 22;
    int c = 31;
    return make_tuple(a, b, c);
}

int main() {
    auto a = return_tuple1();
    auto b = return_tuple2();
    return 0;
}

由于该函数按值返回一个元组，因此使用std::tie 应该没有任何问题，对吧？ （即没有悬空引用）

Answer 1

小心std::tie。返回 tie 在逻辑上等同于返回引用，并附带所有注意事项。

从逻辑上讲，这三个是等价的：

int& foo();
std::reference_wrapper<int> foo();
std::tuple<int&> foo();

还有这个：

int a = 10;
return std::tie(a);

等价于：

int a = 10;
return std::ref(a);

因为它产生以下之一：

std::tuple<int&>

在您的示例中，您可以通过返回值的隐式转换来保存。但是，将返回类型替换为auto 会发现逻辑错误：

#include <iostream>
#include <tuple>
using namespace std;

auto return_tuple1() {  // function name is now lying
    int a = 33;         // it should be return_chaos()
    int b = 22;
    int c = 31;
    return tie(a, b, c);
}

auto return_tuple2() {
    int a = 33;
    int b = 22;
    int c = 31;
    return make_tuple(a, b, c);
}

int main() {
    auto a = return_tuple1(); // uh-oh...

    auto b = return_tuple2();

    std::get<0>(a); // undefined behaviour - if you're lucky you'll get a segfault at some point.
    std::get<0>(b); // perfectly ok
    return 0;
}

Answer 2

tuple2 应该更高效。 tie 确实创建了一个tuple，但是关于tie，您必须记住的是它不会创建Args... 类型的元组，而是创建Args&... 类型的元组，这意味着您的返回类型和您的元组不符合。这意味着您需要从绑定元组复制到返回元组。

在第二个示例中，您将返回一个与返回类型具有相同类型的元组，因此您可以直接返回它。您不必在那里复制。

Answer 3

std::tie 不会做你认为的那样。
std::tie 返回一个tuple of references 到传递的元素，所以在return_tuple1() 中，实际发生了什么是：

tuple<int, int, int> return_tuple1() {
    int a = 33;
    int b = 22;
    int c = 31;
    return std::tuple<int&,int&,int&>(a,b,c);
}

然后，返回类型tuple<int, int, int> 自建来自std::tuple<int&,int&,int&>。

现在，编译器可能优化这个结构，但我不会打赌。使用std::make_tuple，因为它是完成该任务的正确工具。