[原创](Modern C++)现代C++的关键性概念: 结构化绑定

[作者]
常用网名: 猪头三
出生日期: 1981.XX.XX
企鹅交流: 643439947
个人网站: 80x86汇编小站
编程生涯: 2001年~至今[共24年]
职业生涯: 22年
开发语言: C/C++、80x86ASM、PHP、Perl、Objective-C、Object Pascal、C#、Python
开发工具: Visual Studio、Delphi、XCode、Eclipse、C++ Builder
技能种类: 逆向 驱动 磁盘 文件
研发领域: Windows应用软件安全/Windows系统内核安全/Windows系统磁盘数据安全/macOS应用软件安全
项目经历: 磁盘性能优化/文件系统数据恢复/文件信息采集/敏感文件监测跟踪/网络安全检测

[序言]
在C++17中引入的结构化绑定, 提供了一种全新的语法特性, 能够将复杂数据结构一键拆解为多个独立变量, 从而让代码更加简洁直观.无论是STL中的std::pair、std::tuple, 还是内置数组甚至自定义聚合类型, 都可以通过这种方式轻松地将数据成员拆分出来, 减少繁琐的成员访问和下标操作.

[代码演示]

int main()
{
	// 结构化绑定方式1: std::pair
	std::pair pair_Stock{ L"300579", L"数字认证" };
	auto [stock_Code, stock_Name] = pair_Stock;
	std::wcout << L"股票代码: " << stock_Code << L"股票名称: " << stock_Name << std::endl;

	// 结构化绑定方式2: std::tuple
	std::tuple tuple_Stock{ L"300579", L"数字认证", 26.84f, 33.65f };
	auto [stockInfo_Code, stockInfo_Name, float_Open, float_Close] = tuple_Stock;
	std::wcout << L"股票代码: " << stockInfo_Code << L"股票名称: " << stockInfo_Name << L"开盘价/收盘价: " << float_Open << L"/" << float_Close << std::endl;

	// 结构化绑定方式3: 内置数组
	float array_StockInfo[3] = { 32.24f, 28.56f , 25.68f };
	auto [stock_MA5, stock_MA10, stock_MA20] = array_StockInfo;
	std::wcout << L"股票均线: " << stock_MA5 << L" " << stock_MA10 << L" " << stock_MA20 << std::endl;

	// 结构化绑定方式4: 结构
	struct STOCK_INFO
	{
		std::wstring wstr_Stock_Name;
		std::wstring wstr_Stock_Code;
	};
	STOCK_INFO struct_StockInfo{ L"300579", L"数字认证" };
	auto [stockSel_Code, stockSel_Name] = pair_Stock;
	std::wcout << L"股票代码: " << stockSel_Code << L"股票名称: " << stockSel_Name << std::endl;
}

[代码说明]
1. std::pair的绑定
   * 使用std::pair存储了股票代码和股票名称.
   * 通过结构化绑定, 变量stock_Code和stock_Name直接分别获得了pair_Stock中的第一个和第二个值, 使得代码更加直观, 无需调用.first或.second.

2. std::tuple的绑定
   * std::tuple允许存储多个不同类型的数据.
   * 代码中, 将包含股票代码、股票名称以及开盘价和收盘价的元组拆分为四个变量, 使用时直接对应各元素, 减少了手动下标取值的繁琐操作.

3. 内置数组的绑定
   * 对于大小固定的内置数组, 同样可以使用结构化绑定.
   * 将包含三条均线数据的数组拆分为stock_MA5、stock_MA10和stock_MA20三个独立变量, 便于后续使用和计算.

4. 自定义结构的绑定
   * 定义一个简单的结构体STOCK_INFO, 用来存储股票代码和名称.
   * 结构化绑定可以直接将聚合类型的各个成员按声明顺序进行解构, 从而使得访问成员更加自然.不过需要注意的是, 只有符合聚合条件(所有成员公开、无用户定义的构造函数)的结构体才能直接使用结构化绑定.

[结构绑定的优势]
1. 代码简洁性与可读性提升
   结构化绑定允许直接将复合数据结构的各部分赋值给独立变量, 无需反复调用成员访问符或下标, 从而减少了代码冗余, 提高了可读性.

2. 减少出错风险
   直接绑定各个数据成员, 避免了因错误下标或成员名拼写错误而引起的BUG, 使代码更健壮.

3. 适用范围广泛
   不仅支持STL的std::pair和std::tuple, 还可以用于内置数组以及符合聚合条件的自定义结构体, 极大地扩展了其应用场景.

4. 便于维护与扩展
   当数据结构发生变化时, 使用结构化绑定可以更快速地调整代码逻辑, 而无需手动修改每处数据访问的细节, 从而提高了代码的可维护性.

[结构化绑定的注意事项]
1. 绑定对象要求固定成员数
   结构化绑定要求被绑定对象的成员个数在编译期间必须确定.如果对象成员数量不固定, 则无法进行正确绑定.

2. 聚合类型要求
   对于自定义结构体, 只有当它满足聚合条件(所有成员都是公开的、无用户定义构造函数等), 才能直接使用结构化绑定. 对于非聚合类型, 需要提供相应的解构接口.

3. 变量类型推导注意
   默认情况下, 结构化绑定推导出的变量类型可能是拷贝或引用, 根据实际需求选择auto、auto&或const auto&. 不恰当的类型可能导致不必要的拷贝或修改数据副本.

4. 生命周期管理
   绑定变量的生命周期依赖于原对象, 如果原对象提前销毁, 那么绑定的变量将指向无效数据, 需特别注意变量的作用域和生命周期.
 
[总结]
结构化绑定作为C++17的重要新特性, 通过简洁直观的语法大大提高了对复杂数据结构的操作效率. 在日常开发中, 合理利用结构化绑定不仅能让代码更清晰, 还能有效降低出错概率.