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articles/C++必知必会的知识点/C++17结构化绑定.md

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+## C++ 17 结构化绑定
+
+stl 的 map 容器很多读者应该都很熟悉，map 容器提供了一个 **insert** 方法，我们用该方法向 map 中插入元素，但是应该很少有人记得 **insert** 方法的返回值是什么类型，让我们来看一下 C++98/03 提供的 **insert** 方法的签名：
+
+```
+std::pair<iterator,bool> insert( const value_type& value );
+```
+
+这里我们仅关心其返回值，这个返回值是一个 **std::pair** 类型，由于 map 中的元素的 key 不允许重复，所以如果 insert 方法调用成功，T1 是被成功插入到 map 中的元素的迭代器，T2 的类型为 bool，此时其值为 true（表示插入成功）；如果 insert 由于 key 重复，T1 是造成 insert 插入失败、已经存在于 map 中的元素的迭代器，此时 T2 的值为 false（表示插入失败）。
+
+在 C++98/03 标准中我们可以使用 **std::pair** 的 **first** 和 **second** 属性来分别引用 T1 和 T2 的值。如下面的我们熟悉的代码所示：
+
+```
+#include <iostream>
+#include <string>
+#include <map>
+
+int main()
+{
+    std::map<std::string, int> cities;
+    cities["beijing"]   = 0;
+    cities["shanghai"]  = 1;
+    cities["shenzhen"]  = 2;
+    cities["guangzhou"] = 3;
+
+    //for (const auto& [key, value] : m)
+    //{
+    //    std::cout << key << ": " << value << std::endl;
+    //}
+
+    //这一行在 C++11 之前写法实在太麻烦了，
+    //std::pair<std::map<std::string, int>::iterator, int> insertResult = cities.insert(std::pair<std::string, int>("shanghai", 2));
+    //C++ 11中我们写成：
+    auto insertResult = cities.insert(std::pair<std::string, int>("shanghai", 2));
+
+    std::cout << "Is insertion successful ? " << (insertResult.second ? "true" : "false") 
+              << ", element key: " << insertResult.first->first << ", value: " << insertResult.first->second << std::endl;
+
+    return 0;
+}
+```
+
+代码 **19** 行实在太啰嗦了，我们使用 auto 关键字让编译器自动推导类型。
+
+**std::pair** 一般只能表示两个元素，C++11 标准中引入了 **std::tuple** 类型，有了这个类型，我们就可以放任意个元素了，原来需要定义成结构体的 POD 对象我们可以直接使用 **std::tuple** 表示，例如下面表示用户信息的结构体：
+
+```
+struct UserInfo
+{
+    std::string username;
+    std::string password;
+    int         gender;
+    int         age;
+    std::string address;
+};
+
+int main()
+{
+    UserInfo userInfo = { "Tom", "123456", 0, 25, "Pudong Street" };
+    std::string username = userInfo.username;
+    std::string password = userInfo.password;
+    int gender = userInfo.gender;
+    int age = userInfo.age;
+    std::string address = userInfo.address;
+
+    return 0;
+}
+```
+
+我们不再需要定义 struct UserInfo 这样的对象，可以直接使用 **std::tuple** 表示：
+
+```
+int main()
+{    
+    std::tuple<std::string, std::string, int, int, std::string> userInfo("Tom", "123456", 0, 25, "Pudong Street");
+
+    std::string username = std::get<0>(userInfo);
+    std::string password = std::get<1>(userInfo);
+    int gender = std::get<2>(userInfo);
+    int age = std::get<3>(userInfo);
+    std::string address = std::get<4>(userInfo);
+
+    return 0;
+}
+```
+
+从 **std::tuple** 中获取对应位置的元素，我们使用 **std::get** ，其中 N 是元素的序号（从 0 开始）。
+
+与定义结构体相比，通过 **std::pair** 的 **first** 和 **second** 还是 **std::tuple** 的 **std::get** 方法来获取元素子属性，这些代码都是非常难以维护的，其根本原因是 **first** 和 **second** 这样的命名不能做到见名知意。
+
+C++17 引入的**结构化绑定**（Structured Binding ）将我们从这类代码中解放出来。**结构化绑定**使用语法如下：
+
+```
+auto [a, b, c, ...] = expression;
+auto [a, b, c, ...] { expression };
+auto [a, b, c, ...] ( expression );
+```
+
+右边的 **expression** 可以是一个函数调用、花括号表达式或者支持结构化绑定的某个类型的变量。例如：
+
+```
+//形式1
+auto [iterator, inserted] = someMap.insert(...);
+//形式2
+double myArray[3] = { 1.0, 2.0, 3.0 };
+auto [a, b, c] = myArray;
+//形式3
+struct Point
+{
+    double x;
+    double y;
+};
+Point myPoint(10.0, 20.0);
+auto [myX, myY] = myPoint;
+```
+
+这样，我们可以给用于绑定到目标的变量名（语法中的 **a**、**b**、**c**）起一个有意义的名字。
+
+需要注意的是，绑定名称 **a**、**b**、**c** 是绑定目标的一份拷贝，当绑定类型不是基础数据类型时，如果你的本意不是想要得到绑定目标的副本，为了避免拷贝带来的不必要开销，建议使用引用，如果不需要修改绑定目标建议使用 const 引用。示例如下：
+
+```
+double myArray[3] = { 1.0, 2.0, 3.0 };
+auto& [a, b, c] = myArray;
+//形式3
+struct Point
+{
+    double x;
+    double y;
+};
+Point myPoint(10.0, 20.0);
+const auto& [myX, myY] = myPoint;
+```
+
+**结构化绑定**（Structured Binding ）是 C++17 引入的一个非常好用的语法特性。有了这种语法，在遍历像 map 这样的容器时，我们可以使用更简洁和清晰的代码去遍历这些容器了：
+
+```
+std::map<std::string, int> cities;
+cities["beijing"] = 0;
+cities["shanghai"] = 1;
+cities["shenzhen"] = 2;
+cities["guangzhou"] = 3;
+
+for (const auto& [cityName, cityNumber] : cities)
+{
+    std::cout << cityName << ": " << cityNumber << std::endl;
+}
+```
+
+上述代码中 **cityName** 和 **cityNumber** 可以更好地反映出这个 map 容器的元素内容。
+
+我们再来看一个例子，某 WebSocket 网络库（https://github.com/uNetworking/uWebSockets）中有如下代码：
+
+```
+std::pair<int, bool> uncork(const char *src = nullptr, int length = 0, bool optionally = false) {
+        LoopData *loopData = getLoopData();
+
+        if (loopData->corkedSocket == this) {
+            loopData->corkedSocket = nullptr;
+
+            if (loopData->corkOffset) {
+                /* Corked data is already accounted for via its write call */
+                auto [written, failed] = write(loopData->corkBuffer, loopData->corkOffset, false, length);
+                loopData->corkOffset = 0;
+
+                if (failed) {
+                    /* We do not need to care for buffering here, write does that */
+                    return {0, true};
+                }
+            }
+
+            /* We should only return with new writes, not things written to cork already */
+            return write(src, length, optionally, 0);
+        } else {
+            /* We are not even corked! */
+            return {0, false};
+        }
+    }
+```
+
+代码的第 **9** 行 **write** 函数返回类型是 **std::pair**，被绑定到 **[written, failed]** 这两个变量中去。前者在写入成功的情况下表示实际写入的字节数，后者表示是否写入成功。
+
+```
+std::pair<int, bool> write(const char *src, int length, bool optionally = false, int nextLength = 0) {
+    //具体实现省略...
+}
+```
+
+**结构化绑定的限制**
+
+结构化绑定不能使用 **constexpr** 修饰或被申明为 static，例如：
+
+```
+//正常编译
+auto [first, second] = std::pair<int, int>(1, 2);
+//无法编译通过
+//constexpr auto [first, second] = std::pair<int, int>(1, 2);
+//无法编译通过
+//static auto [first, second] = std::pair<int, int>(1, 2);
+```
+
+注意：有些编译器也不支持在 lamda 表达式捕获列表中使用结构化绑定语法。