C++17结构体中提取std::tie为独立成员函数实现operator<的正确性及相关疑问

咱们一步步来拆解你的问题，逐个给出明确的答案：

1. 代码是否正确？ #

这段代码是正确的，前提是M1、M2、M3这三个类型都已经正确实现了<运算符（因为std::tuple的<会按成员顺序依次调用每个元素的<进行比较）。

2. S::tie()返回的是成员引用还是拷贝？ #

S::tie()返回的是由成员的const引用组成的元组，完全不会拷贝m1、m2、m3。
原因是：std::tie的特性是接收左值参数，并返回包含对应左值引用的tuple；而在const成员函数tie()中，m1、m2、m3都是const左值，所以std::tie(m1,m2,m3)会生成std::tuple<const M1&, const M2&, const M3&>类型的对象，仅持有成员的引用。

3. auto能否推导出正确的引用元组类型？ #

完全可以。C++17的auto会精确推导std::tie返回的tuple类型，也就是上面提到的带const引用的tuple类型，没有任何问题。

4. const限定符是否起到了正确的作用？ #

是的，const限定符用得非常合理：

• operator<本身是const成员函数，意味着它不能修改当前对象的状态，也只能接收const的参数对象that。
• tie()作为const成员函数，访问到的m1、m2、m3都是const的，因此生成的tuple引用也是const的，完全符合比较操作的只读需求，避免了意外修改成员的风险。

为什么常见示例都直接调用两次std::tie，而非提取成独立成员函数？ #

常见示例采用直接写法主要有几个原因：

• 代码简洁性：对于简单结构体，直接写std::tie(m1,m2,m3) < std::tie(that.m1, that.m2, that.m3)更紧凑，不需要额外定义成员函数。
• 直观性：新手更容易直接理解比较逻辑是按成员顺序依次比较，不需要跳转看tie()函数的实现。
• 习惯使然：多数教程会用最小化的代码展示功能，直接写法更符合这种场景。

不过你的写法其实有明显优势：如果后续需要实现其他比较运算符（比如operator==、operator<=），或者有其他地方需要用到这个成员的tuple组合，提取成tie()成员函数可以复用代码，后续修改成员（比如新增m4）时，只需要修改tie()函数一次即可，维护性更好。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Andrew Tomazos