Tuple

介紹

在上一章我們學會了 pair ，但你有沒有曾經想要放超過兩項資料呢？其中一個作法就是套兩層 pair，不過很顯然的這樣寫起來會很麻煩，這時候就輪到 tuple 派上用場了！tuple 的概念與 pair 差不多，不過能夠存放更多的資料不限於兩個。這個容器主要用在將不同型態但又有關聯的資料結合在一起，存取的寫法跟過往的容器或型態有較大的不同，撰寫上較需特別留意。

初始化

tuple 作為 std 中的一員，在使用前需要引入 <tuple> 才能使用，當然如果你已經引入 <bits/stdc++.h> 就不需要再引入了。

#include <tuple>

今天我們假設要記錄一位學生的資訊，我們會需要紀錄他的座號、姓名以及考試的分數。這裡總共有三個項目，且都是不同的資料型態，這時就可以這樣寫：

tuple<int, string, float> t1; // 宣告但未初始化
tuple<int, string, float> t2(14, "YD", 94.5); // 宣告並初始化

首先在最前面寫上 tuple ，接著在角括號中填入要儲存的資料型態，緊接著 t 是這個 tuple 的名稱。後方的括號可寫也可不寫，主要是用來在宣告時做初始化用的，若資料在宣告後才會獲取，也可以於事後透過下面的方法存入：

t = make_tuple(14, "YD", 94.5);

或者是使用 {} 來代替 make_tuple：

t = {14, "YD", 94.5};

這樣就可以將資料存入 tuple 中，不過也跟 pair 一樣，必須要注意型態是否明確，否則可能會出現錯誤。

存取與修改

tuple 的讀取方式跟過往的讀取有比較大的差異，其中一種做法就是使用 get 函式，我們需在角括號中填入存取的位置（跟陣列的 index 一樣都是從 0 開始），以及於小括號中填入 tuple 的名稱。具體寫法如下：

get<位置>(名稱)

舉例來說，若我們要讀取 t 中的前兩筆資料，可以這樣寫：

tuple<int, string, float> t(14, "YD", 94.5);

cout << get<0>(t) << endl; // 14
cout << get<1>(t) << endl; // YD

若要修改 tuple 中的資料，可以使用 get 函式取出資料後再進行修改：

tuple<int, string, float> t(14, "YD", 94.5);

get<0>(t) = 15;
get<1>(t) = "Dio";

cout << get<0>(t) << endl; // 15
cout << get<1>(t) << endl; // Dio

或許看起來很不直覺？為什麼明明是 get 函式卻可以直接修改資料呢？這是因為 get 函式實際上是回傳一個 reference，所以我們可以透過這個 reference 來修改資料。

解構 tuple

就跟 pair 一樣，若我們想要一次讀取 tuple 中的所有資料，我們可以使用 tie 函式，這會將 tuple 中的資料解構依序塞入 tie 中的各個變數中，每個變數的型態都要與宣告時相同：

// 先宣告變數
int a;
string b;
float c;

// 解構 tuple
tie(a, b, c) = t;

有時有些數值我們並沒有要使用，這時我們就可以使用 ignore 來忽略該數值，這樣就可以避免宣告過多無意義變數：

// 如果不需要中間的數值
tie(a, ignore, b) = t;

cout << a << ' ' << b << endl; // 1 3

tuple 的比較

tuple 也可以進行比較，不過要注意的是 tuple 的比較是從第一個元素開始比較，若第一個元素相同則比較第二個元素，一直往後比較到發現不同為止。若所有元素都相同則兩個 tuple 判斷為相等。若要比較 tuple ，可以使用 == 、 != 、 < 、 > 、 <= 、 >= 這些運算子：

tuple<int, int, int> t1(1, 2, 3);
tuple<int, int, int> t2(1, 3, 3);
tuple<int, int, int> t3(2, 2, 3);

cout << (t1 == t2) << endl; // false
cout << (t1 != t2) << endl; // true
cout << (t1 < t2) << endl; // true
cout << (t1 > t2) << endl; // false
cout << (t1 <= t2) << endl; // true

取得 tuple 的元素數量

如果你想知道 tuple 中有幾個元素，可以使用 tuple_size 這個函式：

tuple<int, string, float> t(14, "YD", 94.5);

cout << tuple_size<decltype(t)>::value << endl; // 3

decltype 是一個用來取得變數型態的函式，這邊的 decltype(t) 就是取得 t 的型態，換句話說我們也可以這樣寫：

cout << tuple_size<tuple<int, string, float>>::value << endl; // 3