元组的一个元素可以引用另一个元素吗

更新：请参阅下面的完整答案。简短的回答是否定的，不是直接的。您可以使用std::reference_wrapper创建间接引用，也可以使用指针实现同样的效果（但不需要语法糖和添加引用的安全性）。

我之所以这么问，是因为元组在C++11中是一个方便的变量存储单元。理论上，元组中的一个元素包含对同一元组中另一个元素的引用听起来是合理的。（将"reference"替换为"pointer"，它在实践中是有效的。）构建这样一个元组的细节才是关键。考虑以下示例：

#include <tuple>
#include <iostream>
class A
{
public:
  A() : val(42) { }
  int val;
};
class B
{
public:
  B(A &a) : _a(a) { }
  int val() { return _a.val; }
private:
  A &_a;
};
int main()
{
  A a;
  B b(a);
  std::tuple<A, B> t1(a, b);
  a.val = 24;
  std::cout << std::get<0>(t1).val << "n"; // 42
  std::cout << std::get<1>(t1).val() << "n"; // 24
  return 0;
}

元组t1中的第二个元素引用自动变量a而不是t1中的第一个元素。有没有任何方法可以构造一个元组，使元组的一个元素可以包含对同一元组中另一个元素的引用？我知道你可以通过创建一个引用元组来实现这个结果，比如：

int main()
{
  A a;
  B b(a);
  std::tuple<A &, B &> t2 = std::tie(a, b);
  a.val = 24;
  std::cout << std::get<0>(t2).val << "n"; // 24
  std::cout << std::get<1>(t2).val() << "n"; // 24
  return 0;
}

但出于我的目的，这是欺骗，因为t2中的第二个元素最终仍然引用了一个位于元组之外的对象。我能想到的唯一方法是编译良好，但可能包含未定义的行为[编辑以反映Howard Hinnant提供的更简洁的示例]：

int main()
{
    std::tuple<A, B> t3( A(), B(std::get<0>(t3)) ); // undefined behavior?
    std::get<0>(t3).val = 24;
    std::cout << std::get<0>(t3).val << "n";
    std::cout << std::get<1>(t3).val() << "n"; // nasal demons?
}

编辑：这是一个最小的测试程序，当使用g++4.7和-O2或更高版本编译时，返回的退出状态为非零。这表明gcc中存在未定义的行为或错误。

#include <tuple>
class Level1
{
public:
  Level1() : _touched(false), _val(0) { }
  void touch()
  {
    _touched = true;
  }
  double feel()
  {
    if ( _touched )
    {
      _touched = false;
      _val = 42;
    }
    return _val;
  }
private:
  bool _touched;
  double _val;
};
class Level2
{
public:
  Level2(Level1 &level1) : _level1(level1) { }
  double feel()
  {
    return _level1.feel();
  }
private:
  int _spaceholder1;
  double _spaceholder2;
  Level1 &_level1;
};
class Level3
{
public:
  Level3(Level2 &level2) : _level2(level2) { }
  double feel()
  {
    return _level2.feel();
  }
private:
  Level2 &_level2;
};
int main()
{
  std::tuple<Level3, Level2, Level1> levels(
    Level3(std::get<1>(levels)),
    Level2(std::get<2>(levels)),
    Level1()
  );
  std::get<2>(levels).touch();
  return ! ( std::get<0>(levels).feel() > 0 );
}