为什么 ::boost::tie 不能与 BOOST_FOREACH 一起使用？

Question

我想使用 BOOST_FOREACH 来遍历一个 boost::ptr_map，并发现了 这个看起来很不错的解决方案。我更喜欢使用它来提高可读性，而不是其他给出的解决方案。我编写了以下代码：

boost::ptr_map<int, std::string> int2strMap;
int x = 1;
int2strMap.insert(x, new std::string("one"));
int one;
std::string* two;
BOOST_FOREACH(::boost::tie(one, two), int2strMap)
{
   std::cout << one << two << std::endl;
}

然而，这段代码无法编译，并给我以下错误（完整的错误信息还有几行，请告诉我是否需要粘贴它们）：

error: no match for 'operator=' (operand types are 'boost::tuples::detail::tie_mapper<int, std::basic_string<char>*, void, void, void, void, void, void, void, void>::type {aka boost::tuples::tuple<int&, std::basic_string<char>*&, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type, boost::tuples::null_type>}' and 'boost::iterators::iterator_reference<boost::ptr_map_iterator<std::_Rb_tree_iterator<std::pair<const int, void*> >, int, std::basic_string<char>* const> >::type {aka boost::ptr_container_detail::ref_pair<int, std::basic_string<char>* const>}')
BOOST_FOREACH(::boost::tie(one, two), int2strMap)

看起来建议的解决方案对少数人有效，但我无法弄清楚为什么对我无效。我在这里做错了什么？

（注意：我正在处理一个史前项目，所以只能使用C++03。g++版本：4.8.4）

- Masked Man

---

不检查内部结构就不能确定，但很可能与无法使用std::tuple做到这一点的原因相同。它只能使用编译时构造进行迭代。 - NathanOliver

我对这个看起来很整洁的解决方案是否有效表示怀疑，因为它期望迭代器给我们一个 std::pair，但我们只得到了一些类似于它的东西（https://github.com/boostorg/ptr_container/blob/develop/include/boost/ptr_container/detail/map_iterator.hpp#L34）。 （而且自那个答案发布以来，代码似乎没有改变） - Dan Mašek

然而，您可以实现自己的简单的“tie”等效物--类似于这样的东西（http://coliru.stacked-crooked.com/a/e01dca4a777269d0）。 - Dan Mašek

@Dan 当然有这种可能性，但我希望在没有检查是否正确的情况下不会有7个人点赞。嗯... - Masked Man

@MaskedMan 经过对 Boost 报告的进一步挖掘，我非常有信心它从未能够工作。至于你所说的话，很遗憾，但是我看到了大量垃圾回答得到了赞同，也看到了各种程度的懒惰，因此我倾向于将投票结果视为参考 -- 特别是当答案没有任何参考资料、工作示例（最好是实时的）等时。 - Dan Mašek

Answer 1

问题应该是“为什么boost::tie不能与boost::ptr_map（或其迭代器的解引用结果）一起使用？”--在所有这些中，BOOST_FOREACH是相当无辜的。

调查

如果我们看一下Boost的版本历史记录，我们可以看到Tuple出现在版本1.24.0中，而Pointer Container出现在版本1.33.0中。

Tuple

Github上相关的元组相关代码：

• 最近发布：https://github.com/boostorg/tuple/blob/boost-1.64.0/include/boost/tuple/detail/tuple_basic.hpp
• 首次发布：https://github.com/boostorg/tuple/blob/boost-1.24.0/include/boost/tuple/detail/tuple_basic.hpp

通过研究代码，我们可以得出以下观察结果：

• tie 一直创建一个 tuple[1][2]

• tuple 一直派生自模板 cons[1][2]

• tuple（和cons）始终具有赋值运算符，可以接受cons（即另一个tuple）[1][2]或std::pair[1][2]--没有其他的。

指针容器

Github上与指针容器相关的代码：

• 最近发布的版本：https://github.com/boostorg/ptr_container/blob/boost-1.64.0/include/boost/ptr_container/detail/map_iterator.hpp
• 第三个版本：https://github.com/boostorg/ptr_container/blob/boost-1.34.0/include/boost/ptr_container/detail/map_iterator.hpp
• 第一个版本：https://github.com/boostorg/ptr_container/blob/boost-1.33.0/include/boost/ptr_container/detail/map_iterator.hpp

通过研究这些代码，我们可以得出以下观察结果：

• 在前两个版本中（1.33.x），解引用迭代器会给我们一个指向值的引用[1] [2]。
• 自第三个版本（1.34.0）以来，我们得到了一个ref_pair，看起来有点像std::pair，但实际上并不是[1][2][3]。

结论

我们可以通过只进行一次迭代来消除BOOST_FOREACH，但仍然会得到相同的错误：

boost::tie(one, two) = *int2strMap.begin();

根据我们之前学到的知识，我们知道这等同于

boost::tuple<int&, std::string*&>(one, two) = *int2strMap.begin();

我们也知道*int2strMap.begin()将会得到一个std::string引用或者一个ref_pair。

由于元组没有赋值运算符可以接受这两种类型，所以建议的代码片段无法在任何现有版本的Boost中编译。

---

解决方法

受到boost::tuple和boost::tie实现的启发，我们可以编写一个简单的reference_pair模板，它保存两个引用并允许分配任何看起来像pair（即具有first和second成员）的东西，以及一个帮助函数tie，它将创建reference_pair实例。

示例代码

#include <boost/ptr_container/ptr_map.hpp>
#include <boost/foreach.hpp>
#include <iostream>

namespace {

template<class T0, class T1>
struct reference_pair
{
    T0& first;
    T1& second;

    reference_pair(T0& t0, T1& t1) : first(t0), second(t1) {}

    template<class U>
    reference_pair& operator=(const U& src) {
        first = src.first;
        second = src.second;
        return *this;
    }
};

template<class T0, class T1>
inline reference_pair<T0, T1> tie(T0& t0, T1& t1)
{
    return reference_pair<T0, T1>(t0, t1);
}

}

int main()
{
    boost::ptr_map<int, std::string> int2strMap;
    int n(0);
    int2strMap.insert(n, new std::string("one"));
    int2strMap.insert(++n, new std::string("two"));
    int2strMap.insert(++n, new std::string("three"));

    int one;
    std::string* two;

    BOOST_FOREACH(tie(one, two), int2strMap)
    {
       std::cout << one << " " << *two << std::endl;
    }
}

在 Coliru 上实时运行

控制台输出

0 one
1 two
2 three

- Dan Mašek