C++17 结构化绑定（Structured Binding） 的范围 for 循环

在 C++17 中，结构化绑定（Structured Bindings）可以与范围 for 循环结合使用，简化对容器元素的访问。以下是几种常见场景的代码示例：

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示例 1：遍历 std::map（键值对）

#include <iostream>
#include <map>
#include <string>

int main() {
    std::map<int, std::string> users = {
        {101, "Alice"},
        {102, "Bob"},
        {103, "Charlie"}
    };

    // 结构化绑定解构 pair<const Key, Value>
    for (const auto& [id, name] : users) {
        std::cout << "ID: " << id << ", Name: " << name << "\n";
    }
    // 输出：
    // ID: 101, Name: Alice
    // ID: 102, Name: Bob
    // ID: 103, Name: Charlie
}

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示例 2：遍历 std::vector 中的 std::pair

#include <iostream>
#include <vector>
#include <utility> // for std::pair

int main() {
    std::vector<std::pair<std::string, int>> scores = {
        {"Math", 90},
        {"Physics", 85},
        {"Chemistry", 92}
    };

    // 解构 pair 的 first 和 second
    for (const auto& [subject, score] : scores) {
        std::cout << subject << ": " << score << " points\n";
    }
    // 输出：
    // Math: 90 points
    // Physics: 85 points
    // Chemistry: 92 points
}

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示例 3：遍历自定义结构体的数组

#include <iostream>
#include <vector>

struct Point3D {
    double x, y, z;
};

int main() {
    std::vector<Point3D> points = {
        {1.0, 2.0, 3.0},
        {4.0, 5.0, 6.0}
    };

    // 解构结构体的成员
    for (const auto& [x, y, z] : points) {
        std::cout << "(" << x << ", " << y << ", " << z << ")\n";
    }
    // 输出：
    // (1, 2, 3)
    // (4, 5, 6)
}

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示例 4：遍历 std::array 或原生数组

#include <iostream>
#include <array>

int main() {
    std::array<std::string, 2> names = {"Alice", "Bob"};

    // 解构数组元素
    for (const auto& [first_char, rest] : names) {
        // 注意：此例仅为演示，实际需确保字符串长度足够
        if (!first_char.empty()) {
            char f = first_char[0];
            std::string r = first_char.substr(1);
            std::cout << "First: " << f << ", Rest: " << r << "\n";
        }
    }
    // 输出：
    // First: A, Rest: lice
    // First: B, Rest: ob
}

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示例 5：遍历嵌套容器（tuple/pair）

#include <iostream>
#include <tuple>
#include <vector>

int main() {
    std::vector<std::tuple<int, double, std::string>> data = {
        {42, 3.14, "Pi"},
        {1729, 2.718, "e"}
    };

    // 解构 tuple 的三个元素
    for (const auto& [id, value, symbol] : data) {
        std::cout << id << ": " << symbol << " ≈ " << value << "\n";
    }
    // 输出：
    // 42: Pi ≈ 3.14
    // 1729: e ≈ 2.718
}

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关键点总结：

1. 语法：for (auto&& [var1, var2, ...] : container)
2. 适用类型：
   • 数组、std::array、std::pair、std::tuple
   • 所有公开成员的简单结构体（隐式支持）
   • 定义了 get() 方法的自定义类型（显式支持）
3. 引用修饰符：
   • auto&：修改元素（非 const 容器）
   • const auto&：只读访问（推荐）
   • auto：拷贝元素（可能低效）

通过结构化绑定，代码更简洁且可读性更高，避免了手动访问 .first/.second 或成员变量的繁琐操作。