有没有办法轻松处理返回 std::pairs 的函数？

Question

C++11 有函数std::minmax_element，它返回一对值。然而，这在处理和读取时相当混乱，并且会产生一个额外的、后来无用的变量来污染作用域。

auto lhsMinmax = std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end());
int &lhsMin = *(lhsMinMax.first);
int &lhsMax = *(lhsMinmax.second);

有没有更好的方法来做到这一点？比如：

int lhsMin;
int lhsMax;
std::make_pair<int&, int&>(lhsMin, lhsMax).swap(
    std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end()));

Answer 1

使用 C++17 中的结构化绑定，您可以直接这样做

auto [lhsMinIt, lhsMaxIt] = std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end());

Answer 2

为避免污染您的范围，您可以将分配包含在较小的范围内：

int lhsMin, lhsMax;

{
    auto it = std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end());
    lhsMin = *it.first;
    lhsMax = *it.second;
}

或者，您可以使用 lambda

int lhsMin, lhsMax;

std::tie(lhsMin, lhsMax) = [&]{
    auto it = std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end());
    return std::make_tuple(*it.first, *it.second);
}();

Answer 3

这看起来很常见，可以提示辅助函数：

template <class T, std::size_t...Idx>
auto deref_impl(T &&tuple, std::index_sequence<Idx...>) {
    return std::tuple<decltype(*std::get<Idx>(std::forward<T>(tuple)))...>(*std::get<Idx>(std::forward<T>(tuple))...);
}

template <class T>
auto deref(T &&tuple)
    -> decltype(deref_impl(std::forward<T>(tuple), std::make_index_sequence<std::tuple_size<std::remove_reference_t<T>>::value>{})) {
    return deref_impl(std::forward<T>(tuple), std::make_index_sequence<std::tuple_size<std::remove_reference_t<T>>::value>{});
}

// ...

int lhsMin;
int lhsMax;
std::tie(lhsMin,lhsMax) = deref(std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end()));

index_sequence 是 C++14，但是完整的实现 can be made in C++11。

注意：即使在 C++14 中，我也会在 deref 的返回类型中保留重复的 decltype，以便 SFINAE 可以应用。

See it live on Coliru

Answer 4

我会更直接地写我自己版本的minmax_element：

template <class Iter, class R = typename iterator_traits<Iter>::reference>
std::pair<R,R> deref_minmax(Iter first, Iter last)
{
    auto iters = std::minmax_element(first, last);
    return std::pair<R,R>{*iters.first, *iters.second};
}

那就是：

int lo, hi;
std::tie(lo, hi) = deref_minmax(lhs.begin(), lhs.end());

这会将您限制为仅元素的单个副本（这对ints 来说没什么大不了的），还可以让您保持对实际容器的引用的访问。

---

在 C++17 中，为了好玩，我们可以编写一个通用的解引用器：

template <class Tuple>
auto deref(Tuple&& tup) {
    return std::apply([](auto... args) {
        return std::tuple <decltype(*args)...>(*args...);
    }, tup);
}

auto& [lo, hi] = deref(std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end()));

这里的lo 和hi 是对容器本身的引用。

Answer 5

在当前版本的标准中，没有办法同时分配两个引用，如果这是你所追求的。请注意，除了需要 C++17 和辅助模板的 Barry's 之外，没有其他答案可以做到这一点。

但是，如果您想要对最小和最大元素进行读写访问，为什么不直接使用 minmax_element 直接为您提供的迭代器呢？无论如何，它可能会生成与使用引用相同的机器代码，至少如果您的 lhs 是 ContiguousContainer 但可能在其他情况下也是如此。

您将需要减少对自动类型推断的依赖，例如，

decltype(lhs.begin()) lhsMinIt, lhsMaxIt;
std::tie(lhsMinIt, lhsMaxIt) = std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end());
/* now access your minimum and maximum as *lhsMinIt and *lhsMaxIt */

如果您知道lhs 的类型将是标准容器之一，则可以使用更简洁的类型名称decltype(lhs)::iterator。

Answer 6

在 C++14 或更高版本中

template<class=void, std::size_t...Is>
auto indexer( std::index_sequence<Is...> ) {
  return [](auto&&f){
    return f( std::integral_constant<std::size_t, Is>{}... );
  };
}
template<std::size_t N>
auto indexer() {
  return indexer( std::make_index_sequence<N>{} );
}
template<class F>
auto fmap_over_tuple( F&& f ) {
  return [f=std::forward<F>(f)](auto&& tuple) {
    using Tuple = decltype(tuple);
    using Tuple_d = std::decay_t<Tuple>;
    auto index = indexer< std::tuple_size< Tuple_d >::value >();
    return index(
      [&f, &tuple](auto&&...Is) {
        using std::get;
        return std::make_tuple(
          f( get<Is>( std::forward<Tuple>(tuple) ) )...
        );
      }
    );
  };
}

所以fmap_over_tuple 需要一个函数对象。它返回一个函数对象，当传递一个类元组时，它会继续调用类元组的每个元素上的函数对象，并从中生成一个元组。

然后我们编写解引用元组：

auto dereference_tuple = fmap_over_tuple(
  [](auto&& e) { return *e; }
);

现在在 C++17 中我们这样做了：

auto[Min, Max] = dereference_tuple( std::minmax_element(lhs.begin(), lhs.end() );

鲍勃是你的叔叔。

在 C++11 中，做你所做的。够干净的。

C++14 live example.