`std::tuple_size<std::array>`的目的是什么？

Question

我有两个问题与std::array的帮助类std::tuple_size<std::array>有关。

首先，class std::array中有一个constexpr成员函数size()，为什么还需要std::tuple_size<std::array>？

其次，tuple_size这个名字是否有误导性？

- John Z. Li

Answer 1

std::tuple_size（以及它的朋友 std::tuple_element 和 std::get）的设计目标不仅是在文字上的 std::tuple 上工作，而且适用于任何类似于元组的东西。类似于元组通常意味着它是一个包含固定数量有序元素的复合类型。

通过查看例如 结构化绑定 的定义，您可以清楚地看到这种抽象的使用：它们允许分解任何具有 std::tuple_size、std::tuple_element 和 get<I> 的明智实现的东西。

在这种更广泛的“类似于元组”的概念下，std::array（和 std::pair）将特殊化这些特性，以处理 N 个相同类型的元组（resp. 大小为 2 的元组）。

- Quentin

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换句话说，“为什么不呢” :D - Lightness Races in Orbit

Answer 2

这是元组接口的一部分，也是std::array支持的。元组接口的其他部分是std::tuple_element和std::get。

std::array::size也是多余的，因为大小已作为类型的一部分指定。它作为序列容器接口的一部分存在。

- Caleth

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没有非常冗余的原因，同样也没有任何好的理由使它成为constexpr。 - midjji

Answer 3

std::tuple_size 和 std::tuple_element 以及名为 get 的函数模板提供了一个通用的接口，用于在模板编程中使用“具有常量计数和类型的对象列表”，而无需指定类型。

#include <utility>

template <class Tuple>
constexpr std::tuple_element_t<Tuple>& get_last(Tuple& t) {
    constexpr auto size = std::tuple_size<Tuple>::value;
    static_assert(size > 0);
    return get<size-1>(t);
}

这个get_last函数将适用于std::tuple，std::pair，std::array和任何其他为std::tuple_size，std::tuple_element和与类型相关的函数模板get提供特殊化的用户类型。

此外，语言本身在使用结构化绑定语法时会查找并使用std::tuple_size，std::tuple_element和get。同样，这可以是任何相同的类型，包括实现接口的用户定义类型。

using MyVec = std::array<double, 3>;
void f(const MyVec& v) {
    const auto& [x, y, z] = v;
    // ...
}

- aschepler