C++17特性之结构化绑定

Preface

偶尔想写一点自己感兴趣的C++语法内容，今天终于得以付诸实施，就从结构化绑定（Structured Binding）开始吧。

Grammar

结构化绑定的语法很简单，大致有如下三种形式：

attr cv-auto ref-qualifier [identifier-list] = expression; // 1
attr cv-auto ref-qualifier [identifier-list] {expression}; // 2
attr cv-auto ref-qualifier [identifier-list] (expression); // 3

其中属性attr和引用运算符ref-qualifier（&或者&&）都是可选的，可以不出现；cv-auto是可以带const或volitile的auto类型声明，此类型声明也可以是static或者thread_local；identifier-list是expression要绑定到的变量名列表，如果前者中的某个成员出现在后者中则视为错误。

如果类型声明为auto，则expression的值会一一按顺序复制到identifier-list的各个成员中；如果是auto &或者auto &&，则expression中的各个子对象会直接绑定到identifier-list中各个变量上，即引用。

所以有人在C++17发布后讲到，现在的C++越来越像Python了。恐怕这个新语法对这种想法也有不小的贡献。

Examples

首先是绑定数组成员到变量：

int arr = {0, 1, 2};

auto [a, b, c] = arr;       // E1
auto& [ar, br, cr] = arr;   // E2

这个应该比较好理解，a, b, c是复制了数组中的元素，而ar, br, cr是指向数组各元素的引用，如果可以打印各变量的指针，那么应该可以很容易就验证这个结论。

绑定结构成员到变量：

std::unordered_map<std::string, int> get_map()
{
    return {
        {"James T. Kirk", 1},
        {"Spock", 2},
        {"Old Bones", 3},
    };
}

int main(int argc, char** argv)
{
    for (auto&& [k, v] : get_map())
    {
        std::printf("Name: %s, Value: %d\n", k.c_str(), k);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

这里的结构成员不单指struct或者class声明的自定义类型，也包括std::set，std::unordered_map等这些容器，可以把它们看做成员匿名的结构体或者类。

在需要遍历数个同类型变量，且这些变量时相互独立的，也可以使用结构化绑定以简化代码。

#include <filesystem>

namespace fs = std::filesystem;

int main()
{
    fs::path p1, p2, p3, p4;

    for (auto& p : {p1, p2, p3, p4})
    {
        // do something...
    }
}