C++三剑客之std::variant(一)

1简介

C++17的三剑客分别是std::optional, std::any, std::vairant。今天主要讲std::variant。std::variant的定义如下:

template< class... Types >
class variant;

类模板 std::variant 表示一个类型安全的联合体(以下称“变化体”)。std::variant 的一个实例在任意时刻要么保有它的一个可选类型之一的值,要么在错误情况下无值(此状态难以达成,见 valueless_by_exception);从功能上讲,它就跟union的功能差不多,但却比union更高级;variant主要是为了提供更安全的union。举个例子union里面不能有string这种类型,但std::variant却可以,还可以支持更多复杂类型,如map等

2辅助类

2.1 std::monostate

为了支持第一个类型没有默认构造函数的variant对象,提供了一个特殊的helper类型:std::monostate。类型std::monostate的对象总是具有相同的状态,因此,它们总是相等的。它自己的目的是表示另一种类型,这样variant就没有任何其他类型的值。也就是说,std::monostate可以作为第一种替代类型,使变体类型默认为可构造。
 

std::variant<std::monostate, int> test; // OK
std::cout << "index: " << test.index(); //输出: 0

我们可以简单理解std::monostate是个占位符。

2.2 std::bad_variant_access

 std::bad_variant_access 是下列情形中抛出的异常类型:

  • 以不匹配当前活跃可选项的下标或类型调用 std::get(std::variant)
  • 调用 std::visit 观览因异常无值 (valueless_by_exception) 的 variant

       示例如下:

#include <variant>
#include <iostream>int main()
{std::variant<int, float> v;v = 12;try {std::get<float>(v);}catch(const std::bad_variant_access& e) {std::cout << e.what() << '\n';}
}

可能的输出:

bad_variant_access

2.3 std::variant_size和std::variant_size_v

提供作为编译时常量表达式,对可有 cv 限定的 variant 中可选项数量的访问,示例如下:

#include <any>
#include <cstdio>
#include <variant>static_assert(std::variant_size_v<std::variant<>> == 0);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<int>> == 1);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<int, int>> == 2);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<int, int, int>> == 3);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<int, float, double>> == 3);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<std::monostate, void>> == 2);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<const int, const float>> == 2);
static_assert(std::variant_size_v<std::variant<std::variant<std::any>>> == 1);int main() { std::puts("All static assertions passed."); }

输出:

All static assertions passed.

2.4 std::variant_alternative和std::variant_alternative_t

提供对 variant 的类型编译时下标访问,示例如下:

#include <variant>
#include <iostream>using my_variant = std::variant<int, float>;
static_assert(std::is_same_v<int,   std::variant_alternative_t<0, my_variant>>);
static_assert(std::is_same_v<float, std::variant_alternative_t<1, my_variant>>);
// variant 类型上的 cv 限定传播给提取出的可选项类型。
static_assert(std::is_same_v<const int, std::variant_alternative_t<0, const my_variant>>);int main()
{std::cout << "All static assertions passed\n";
}

输出:

All static assertions passed

3 std::variant的操作

std::variant提供的主要操作有:

操作说明
constructors创建一个variant对象(可能调用底层类型的构造函数)
destructor销毁一个variant对象
emplace<T>()为具有类型T的备选项分配一个新值
emplace<Idx>()为索引Idx的备选项分配一个新值
=分配一个新值
index()返回当前备选项的索引
holds_alternative<T>()返回类型T是否有值
==, !=, <, <=, >, >=比较variant对象
swap()交换两个对象的值
hash<>函数对象类型来计算哈希值
valueless_by_exception()返回该变量是否由于异常而没有值
get<T>()返回备选项类型为T的值或抛出异常(如果没有类型为T的值)
get<Idx>()返回备选项索引为idx的值或抛出异常(如果没有索引为idx的值)
get_if<T>()返回指向类型为T指针或返回nullptr(如果没有类型为T的值)
get_if<Idx>()返回指向索引Idx的指针或nullpt(如果没有索引为idx的值)
visit()为当前备选项执行操作

3.1 定义

直接定义std::variant,如:

std::variant<std::uint32_t, double, std::string, std::int32_t>  t;

可以对 t 赋初值,对于基本类型,它是0、false还是nullptr。如果传递一个值进行初始化,则使用最佳匹配类型,如:

std::variant<std::uint32_t, double, std::string, std::int32_t>  t{ 25 };
cout << t.index(); //输出: 3

要传递多个值进行初始化,必须使用in_place_type或in_place_index标记:

std::variant<std::complex<double>> t1{1.0,564.0}; // ERROR
std::variant<std::complex<double>> t2{std::in_place_type<std::complex<double>>,
322.0, 2323.0};
std::variant<std::complex<double>> t3{std::in_place_index<0>, 35.0, 8.0};

如果初始化过程中出现歧义或匹配问题,可以用in_place_index标签来解决,如:

std::variant<int, int> t1{std::in_place_index<1>, 77}; // init 2nd int
std::variant<int, long> t2{std::in_place_index<1>, 77}; // init long, not int
std::cout << t2.index(); // prints 1

3.2 访问值

std::variant可以通std::get来获取或修改值。

std::variant<std::uint32_t, double, std::string, std::int32_t> var; 
auto x = std::get<double>(var); 
auto y = std::get<4>(var); // compile-time ERROR: no 4th alternative
auto c = std::get<int>(var); try{auto m = std::get<std::string>(var); // throws exception (first int currently set)auto n = std::get<0>(var); // OK, i==0auto o = std::get<1>(var); // throws exception (other int currently set)
}
catch (const std::bad_variant_access& e) { // in case of an invalid accessstd::cout << "Exception: " << e.what() << '\n';
}

std::get_if用来判断某项是否存在

#include <variant>
#include <iostream>int main()
{std::variant<int, float> v{12};if(auto pval = std::get_if<int>(&v))std::cout << "variant value: " << *pval << '\n';   //输出: 12else std::cout << "failed to get value!" << '\n'; 
}

还可以通过std::visit来访问值:

struct stValueVisitor {void operator()(int i) { cout << "int: " << i << '\n'; }void operator()(float f) { cout << "float: " << f << '\n'; }void operator()(const std::string& s) { cout << "str: " << s << '\n'; }
};int main() {std::variant<int, float, string> value = 65.2;std::visit(stValueVisitor{}, value);  // 输出 float: 65.2return 0;}

也可以利用C++17 新增的 overloaded 模板,可以直接生成匿名访问器,简化代码, 下面的代码是等价的: 

int main() {std::variant<int, float, string> t= 56.4;std::visit(overloaded{void operator()(int i) { cout << "int: " << i << '\n'; }void operator()(float f) { cout << "float: " << f << '\n'; }void operator()(const std::string& s) { cout << "str: " << s << '\n'; }},t);}

接下来还有第三种方法来访问std::variant : 

int main()
{std::variant<int, float, string> t = 16.4;std::visit([&](auto &&arg) {using T = std::decay_t<decltype(arg)>; // 类型退化,去掉类型中的const 以及 &if constexpr(std::is_same_v<T,int>) {cout << "int: " << arg << '\n';} else if constexpr(std::is_same_v<T,float>){cout<< "float: "<< arg <<'\n';} else if constexpr(std::is_same_v<T,std::string>){cout<< "str: "<< arg <<'\n';}}, t);
}

这里我们可以看出来第三种写法比第一种的优势在哪里了:编译期推断。
第三种方法由于使用了constexpr 进行 if 分支的判断,因此是在编译期运行,而第一种方法是运行期进行类型判断,效率是不同的。
第二种方法和模板一样,也是编译期推断的,因此效率也是很高的,所以我们应当尽量使用 std::visit 方法来访问variant 变量

另外std::visit 还有一个好处是,它的参数列表是不定长的,我们可以传入多个variant 变量

template <class Visitor, class... Variants>
constexpr visit(Visitor&& vis, Variant&&... vars);

3.3 修改值

用std::get来修改值,如:

std::variant<std::uint32_t, double, std::string, std::int32_t> t; 
std::get<double>(t) = 1.0;
cout << t.index();  //输出: 1
std::get<std::uint32_t>(t) = 34;
cout << t.index();  //输出: 0
std::get<2>(t) = "4343636";
cout << t.index();  //输出:2

也可以用std::get_if来修改值,如:

std::variant<std::uint32_t, double, std::string, std::int32_t> t; 
if (auto p = std::get_if<1>(&t)) { // if second int set*p = 42.2; // modify it
}

4 总结

以上都是我日常工作中对std::variant的用法的总结;做技术,要知其然,更要知其所以然,后面我将从std::varant的源码实现上继续分析它的原理,敬请期待。。。

参考

std::visit

std::variant

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/584333.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

DCDC--电感的选择和影响

1、感值L的影响 1.1、纹波Ripple的影响&#xff1a;感值越大&#xff0c;纹波越小 1.2、负载瞬态响应Load Transient的影响&#xff1a;感值越大&#xff0c;负载瞬态响应越差 2、直流电阻DCR的影响 2.1、效率Efficiency的影响 相同型号&#xff0c;感值越大&#xff0c;DC…

浅学Vue3

安装 vue项目 npm init vuelatest 回车装包 npm install 路由 安装 Router npm install vue-router4 -S项目根目录新建 router --> index.js vue2中 index.jsimport Vue from vue; import VueRouter from vue-router; import Home from ../views/Home.vue;Vue.use(V…

2023年度总结:技术旅程的杨帆远航⛵

文章目录 职业规划与心灵成长 ❤️‍&#x1f525;我的最大收获与成长 &#x1f4aa;新年Flag &#x1f6a9;我的技术发展规划 ⌛对技术行业的深度思考 &#x1f914;祝愿 &#x1f307; 2023 年对我来说是一个充实而令人难以忘怀的一年。这一年&#xff0c;我在CSDN上发表了 1…

Arduino驱动VL6180X光学测距传感器(OLED显示)

Arduino驱动VL6180X光学测距传感器&#xff08;OLED显示&#xff09; 简介原理模块参数接线图代码结果 简介 VL6108X三合一光电模块&#xff0c;芯片内集成了IR VSEL(vertical-cavity surface-emitting laser)红外垂直腔面发射激光器光源、接近传感器、环境光传感器&#xff0…

Windows搭建RTMP视频流服务(Nginx服务器版)

文章目录 引言1、安装FFmpeg2、安装Nginx服务器3、实现本地视频推流服务4、使用VLC或PotPlayer可视化播放器播放视频5、RTSP / RTMP系列文章 引言 RTSP和RTMP视频流的区别 RTSP &#xff08;Real-Time Streaming Protocol&#xff09;实时流媒体协议。 RTSP定义流格式&#xff…

2023总结与展望--Empirefree

今年一篇博客都没写过了&#xff0c;好像完全在忙在工作和生活上面了&#xff0c;珍惜自我&#xff0c;保持热情&#xff0c;2024对我好点 文章目录 &#x1f525;1. 年终总结1.1.学习工作计划1.2. 生活计划1.3 个人总结 &#x1f525;2. 未来展望 &#x1f525;1. 年终总结 1…

MySQL函数、AVG | MIN | MAX | COUNT | SUM、慢查询

MySQL函数、慢查询 1、函数1.日期函数2.两个日期的时间差3.查询距离时间的间隔时间4.常用的字符串函数5.常用的数学函数6.常用的聚合函数 2、慢查询1.什么是慢查询&#xff1f; 从需求出发&#xff0c;在数据的操作过程中经常会有以下的问题&#xff1b;求和、最大值、最小值、…

未来十年,量子计算将改变物流行业

近年来&#xff0c;供应链和物流行业面临的挑战越来越多&#xff0c;从劳动力短缺到无法预测的天气以及供需变化&#xff0c;都使物流行业变得更加复杂。 因此&#xff0c;现在急需一种不同的方法来解决这些挑战&#xff0c;优化单个功能或整个业务的传统方法已无法应对这些困…

Linux C 中 multiple definition of ‘xxx‘

在多文件的项目中&#xff0c;我们可以发现有时会出现multiple definition of ‘xxx‘的问题。这个问题一般有以下表现和处理。 原因 &#xff08;1&#xff09;变量或者函数在某一个头文件中定义&#xff08;不是声明&#xff09;&#xff0c;而这个头文件被多个源文件包含&a…

react中package.json中版本号的规则

react中package.json中版本号的规则 ^&#xff1a;只会执行不更改左边非零数字的更新 2.&#xff1a;如果写入的是0.13.0&#xff0c;则当运行npm update时i&#xff0c;会更新到补丁版本 3.>&#xff1a;接收高于指定版本的任何版本 4.>&#xff1a;接受等于或者高于指定…

Vue 2 将于 12 月 31 日到达生命周期终点

随着2024年即将到来,我们借此机会提醒Vue社区,Vue 2将于2023年12月31日终止更新(EOL)。 Vue 2.0在7年多前的2016年发布。它是Vue成为主流框架旅程中的一个重要里程碑。许多现在的Vue开发者是在Vue 2时代开始使用Vue的,有许多伟大的项目是用它建立的。 然而我们无法持续同…

Mysql使用Mybatis进行时间操作

MySQL中支持以下日期时间类型&#xff1a; DATE&#xff1a;存储年月日&#xff08;例如&#xff1a;2023-04-05&#xff09;。范围从"1000-01-01"到"9999-12-31" TIME&#xff1a;存储时分秒&#xff08;例如&#xff1a;11:22:22&#xff09;。范围从&q…

Docker搭建kafka集群

Docker搭建kafka集群 kafka概念 broker&#xff1a;消息中间件处理节点&#xff0c;一个broker就是一个kafka节点&#xff0c;一个或者多个broker就组成了一个kafka集群topic&#xff1a;kafka根据topic对消息进行归类&#xff0c;发布到kafka集群的每个消息&#xff0c;都要…

Authing 分级管理员重磅上线,实现权限超细粒度分级管

数字化时代企业的现代化建设日益重要&#xff0c;身份权限管理系统的数字化变革已经成为企业数字化转型的核心要素之一&#xff0c;同时也对身份权限管理的“最后一公里”提出了更高的要求。管理员作为关键人员&#xff0c;往往掌握整个企业的数据核心访问权限&#xff0c;需要…

Seata AT TM->RC->RM一次完整的交互过程

原理 TM两阶段&#xff1a; 阶段1&#xff1a;TM向TC申请全局事务&#xff0c;netty客户端发起了一次记录xid的请求 阶段2&#xff1a;TC协调之后&#xff0c;决定执行RM是否提交或者回滚。 spring公共组件部分 1、SeataAutoConfiguration类加载 利用springboot自动装配机…

js实现前端下载图片和文件资料

说明&#xff1a;下载图片和文档资料是两种不同的方式&#xff0c;所以需要先判断下载的是图片还是word&#xff0c;excel等文件资料 目录 1.文件资料下载&#xff1a; 2.图片资源下载 1.文件资料下载&#xff1a; window.location.href 文件路径; handleClick(item) {let…

Delphi套接字库:构建高效网络应用的利器

在Delphi编程语言中&#xff0c;套接字库&#xff08;Socket Library&#xff09;是一个关键的组成部分&#xff0c;为开发者提供了在网络环境下构建高效应用的强大工具。套接字库通过简化网络通信的复杂性&#xff0c;使得开发者能够轻松地实现客户端和服务器之间的数据传输&a…

如何使用Spoofy检测目标域名是否存在欺骗攻击风险

关于Spoofy Spoofy是一款功能强大的域名安全检测工具&#xff0c;在该工具的帮助下&#xff0c;广大研究人员可以轻松检测单个目标域名或域名列表中的域名是否存在遭受欺诈攻击的风险。 该工具基于纯Python开发&#xff0c;可以根据SPF和DMARC记录来检测和判断目标域名是否可…

C++ 类和对象 (上)

类的引入&#xff1a; 由于C语言是面向过程的编程语言&#xff0c;我们在完成一件事的时候通常习惯将一件事拆分成一个一个小过程来实现&#xff0c;而到了C就习惯将一件事分成不同的模块&#xff0c;交给不同的对象来处理&#xff0c;每一个对象中承载着数据类型和函数。 &am…

Jackson进行Json反序列化对于一个小写字母开头后跟大写字母无法识别反序列成功问题

问题描述 json数据&#xff1a;{“pTargetId”:“123”} javaBean&#xff1a; Datapublic static class Test {private String pTargetId;}运行下面代码&#xff1a; public static void main(String[] args) throws JsonProcessingException {String json "{\"pT…