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标题中说的 Tuple 是指类似 boost::tuple 这样的设施。

很多时候我们需要返回/传入一堆参数,所以不得不每次定义一些为了数据传输的结构。Tuple 就是用来解决这一问题的,它提供即时构造一个这样的结构体的功能。而所付出的代价是,丧失各个成员的明确含义,只留下成员的序号。

两个元素的 Tuple 就是 Pair,如 std::pair。下面我们来建立针对有限个元素的 Tuple。对于一个元素、两个元素、三个元素,我们可以分别如下实现:

template <typename T0>
struct Tuple
{
    T0 _0;
};

template <typename T0, typename T1>
struct Tuple
{
    T0 _1;
    T1 _1;
};

template <typename T0, typename T1, typename T2>
struct Tuple
{
    T0 _1;
    T1 _1;
    T2 _2;
};

但是这三个写在一起,就会出错。为此,我们可以先定义一个含足够多模版参数的 Tuple,然后上面三个分别作为偏特化版本:

template <typename T0 = NullType, typename T1= NullType, typename T2= NullType, typename T3= NullType, typename T4= NullType>
struct Tuple;

template <typename T0>
struct Tuple<T0>
{
    T0 _0;
};

template <typename T0, typename T1>
struct Tuple<T0, T1>
{
    T0 _1;
    T1 _1;
};

template <typename T0, typename T1, typename T2>
struct Tuple<T0, T1, T2>
{
    T0 _1;
    T1 _1;
    T2 _2;
};

如果手写的话,这也可以。如果不手写,我们可以继续用之前《C++ 下 Function 对象的实现(下)》中的宏循环方案。此方案的一个正式版本见 xlMacros.h

定义带默认值 NullType 的模版参数声明序列如下:

#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT_PATTERN(n)     typename T##n = NullType
#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT(n)             XL_REPZ(XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT_PATTERN, n, XL_COMMA)

它将被展开为: typename T0 = NullType, typename T1 = NullType, typename T2 = NullType, …, typename Tn = NullType

定义不带默认值的模版参数声明序列如下:

#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_PATTERN(n)        typename T##n
#define XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE(n)                XL_REPZ(XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_PATTERN, n, XL_COMMA)

它将被展开为:typename T0, typename T1, typename T2, …, typename Tn

定义模版参数使用序列如下:

#define XL_TUPLE_TYPENAME_LIST_PATTERN(n)           T##n
#define XL_TUPLE_TYPENAME_LIST(n)                   XL_REPZ(XL_TUPLE_TYPENAME_LIST_PATTERN, n, XL_COMMA)

它将被展开为 T0, T1, T2, …, Tn

定义成员变量声明序列如下:

#define XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE_PATTERN(n)          T##n _##n;
#define XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE(n)                  XL_REPZ(XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE_PATTERN, n, XL_NIL)

它将被展开为:T0 _0; T1 _1; T2 _2; … Tn _n;

现在我们开始组装:

#ifndef XL_TUPLE_DEFINE_MAX
#define XL_TUPLE_DEFINE_MAX  20
#endif

template <XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE_NT(XL_INC(XL_TUPLE_DEFINE_MAX))>
struct Tuple;

template <XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE(n)>
struct Tuple<XL_TUPLE_TYPENAME_LIST(n)>
{
    XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE(n)
};

其中后一个还带有宏参数 n。我们将这整一个定义成宏,然后进行宏循环:

#define XL_TUPLE_IMPLEMENT_PATTERN(n)   \
                                        \
template <XL_TUPLE_TYPENAME_DECLARE(n)> \
struct Tuple<XL_TUPLE_TYPENAME_LIST(n)> \
{                                       \
    XL_TUPLE_MEMBER_DECLARE(n)          \
};                                      \

#define XL_TUPLE_IMPLEMENT(n)    XL_REPY(XL_TUPLE_IMPLEMENT_PATTERN, n, XL_NIL)

之后再使用这个宏:

XL_TUPLE_IMPLEMENT(XL_TUPLE_DEFINE_MAX)

到此为止,上文一开始提出的 Tuple 已经实现,并支持到最大约 20 个元素左右。

然后我们可以考虑增加各种方便使用的功能。

  1. 默认构造函数。
  2. 带有 n 个参数的构造函数。相关宏定义:
    #define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_PATTERN(n)         _##n(_##n)
    #define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST(n)                 XL_REPZ(XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_PATTERN, n, XL_COMMA)
  3. 拷贝构造函数。相关宏定义:
    #define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_COPY_PATTERN(n)    _##n(that._##n)
    #define XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_COPY(n)            XL_REPZ(XL_TUPLE_INITIALIZE_LIST_COPY_PATTERN, n, XL_COMMA)
  4. 赋值函数:
    #define XL_TUPLE_ASSIGN_PATTERN(n)                  this->_##n = that._##n;
    #define XL_TUPLE_ASSIGN(n)                          XL_REPZ(XL_TUPLE_ASSIGN_PATTERN, n, XL_NIL)
  5. 各种比较函数。请注意对各元素的相应比较运算符的依赖。这里定义成,Tuple 的 < 只依赖于各元素的 <,Tuple 的 != 也只依赖于各元素的 !=,如此类推。

    #define XL_TUPLE_EQUAL_PATTERN(n)                   this->_##n == that._##n
    #define XL_TUPLE_EQUAL(n)                           XL_REPZ(XL_TUPLE_EQUAL_PATTERN, n, &&)
  6. #define XL_TUPLE_NOT_EQUAL_PATTERN(n)               this->_##n != that._##n
    #define XL_TUPLE_NOT_EQUAL(n)                       XL_REPZ(XL_TUPLE_NOT_EQUAL_PATTERN, n, ||)

    #define XL_TUPLE_LITTER_PATTERN(n)                  if (this->_##n < that._##n)         \
                                                        {                                   \
                                                            return true;                    \
                                                        }                                   \
                                                        else if (that._##n < this->_##n)    \
                                                        {                                   \
                                                            return false;                   \
                                                        }
    #define XL_TUPLE_LITTER(n)                          XL_REPZ(XL_TUPLE_LITTER_PATTERN, n, XL_NIL)

    #define XL_TUPLE_GREATER_PATTERN(n)                 if (this->_##n > that._##n)         \
                                                        {                                   \
                                                            return true;                    \
                                                        }                                   \
                                                        else if (that._##n > this->_##n)    \
                                                        {                                   \
                                                            return false;                   \
                                                        }
    #define XL_TUPLE_GREATER(n)                         XL_REPZ(XL_TUPLE_GREATER_PATTERN, n, XL_NIL)

同时 Tuple 中也增加相应的函数,即可。

最终代码见 xlTuple.h,这里不贴了。

请多多指正。

posted on 2011-04-28 22:05 溪流 阅读(2238) 评论(8)  编辑 收藏 引用 所属分类: C++

评论:
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-28 22:31 | ccsdu2009
看到标题 我想可能就是使用的宏  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-28 23:49 | 溪流
@ccsdu2009
哎,目前好像只能这样了。期待不定模版参数。。  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-29 09:51 | 陈梓瀚(vczh)
@溪流
不定模板参数不是用来干这个事情的,你可能要失望了……

人家解决的问题是,可以把<a, b, c>转移到method(a _a, b _b, c _c),并且还能在内部redirect到another_method(_a, _b, _c),跟printf的...参数如出一辙,只是现在变强类型了。用来声明成员变量什么的,估计够呛……  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-29 09:55 | 陈梓瀚(vczh)
瞟了一眼你在codeplex上面的代码,有一点问题。你的unittest分成了一大堆project,这样不好。假设说你现在修改了string,结果导致regex出了问题。但是你的string的unittest工程并没有包含regex,那么这个问题只能等到你哪天运行了一个包含regex的单元测试才知道了,这是很危险的。你要把它们统统放在同一个工程里,一次跑完全部(撑死了也就几分钟吧,很快的),杜绝安全隐患。  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-29 10:22 | 溪流
@陈梓瀚(vczh)
这样子啊,,我原先也嫌多,打算几个几个小范围合并来着。。。合并成一个。。。。。我想想。。。。  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-29 11:13 | 陈梓瀚(vczh)
@溪流
话说我最近又在琢磨GUI的问题从compiler里面跳出来放松放松,破GUI真TM难做,从07年做到现在都一直没做成。  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-29 11:36 | airtrack
@陈梓瀚(vczh)
不定参数模板是可以实现Tuple的,可以看看gcc 4.5的Tuple的实现,它就是用的不定参数模板来做的。  回复  更多评论
  
# re: 一个简单的 Tuple 实现 2011-04-29 12:22 | 陈梓瀚(vczh)
@airtrack
这么爽?看来我看的资料后来又被update了……  回复  更多评论
  

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