一、std::optional

在前面用过c++17新推出的这个std::optional功能，它可以处理接口返回空值的情况，非常方便实用。但终究存在一个习惯的问题，大家会问，只是处理一个空值，多写一个这玩意儿意义不大，还是用方法吧。这种情况一定是大概率的发生。正如语言发展一样，一定要简单，而且功能还要强大。
标准委员会的大佬们一定也是这么想的，所以既然出现了可选项，是不是可以在这个可选项上做文章，吸引更多的开发者使用它呢？先看一个例子：

std::optional<int> GetData(int id)
{...}
return GetData(id).value_or(-3);

这样在处理一些异常情况时，开发者可以自己设定返回默认的值。这种形式，一般对开发者来说，是喜闻乐见的，少写个else(甚至可能更多)，而且还容易理解。只要头脑中这种想法开了头，那么便无法挡住了。在C++23中提供了三个函数：add_then,tranform以及or_else。它们基本都符合上面所说的容易理解应用还增强了功能。看下面的例子：

#include <charconv>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <optional>
#include <ranges>
#include <string>
#include <string_view>
#include <vector>std::optional<int> to_int(std::string_view sv)
{int r {};auto [ptr, ec] { std::from_chars(sv.data(), sv.data() + sv.size(), r) };if (ec == std::errc())return r;elsereturn std::nullopt;
}int main()
{using namespace std::literals;const std::vector<std::optional<std::string>> v{"1234", "15 foo", "bar", "42", "5000000000", " 5", std::nullopt, "-43"};for (auto&& x : v | std::views::transform([](auto&& o){// debug print the content of input optional<string>std::cout << std::left << std::setw(13)<< std::quoted(o.value_or("nullopt")) << " -> ";return o// if optional is nullopt convert it to optional with "" string.or_else([]{ return std::optional{""s}; })// flatmap from strings to ints (making empty optionals where it fails).and_then(to_int)// map int to int + 1.transform([](int n) { return n + 1; })// convert back to strings.transform([](int n) { return std::to_string(n); })// replace all empty optionals that were left by// and_then and ignored by transforms with "NaN".value_or("NaN"s);}))std::cout << x << '\n';
}

看一下运行结果：

"1234"        -> 1235
"15 foo"      -> 16
"bar"         -> NaN
"42"          -> 43
"5000000000"  -> NaN
" 5"          -> NaN
"nullopt"     -> NaN
"-43"         -> -42

看到这个代码会不会想到在Java等其它语言中的函数式编程（链式编程），add_then它们三个就可以搞定。既可以用transform来处理正常的，也可以用or_else处理异常的，一瓜可以多吃，以后C++编程也可以 拖一长列，不过这玩意儿太长了，还真是不好理解。
人的本性或许就是懒的，有人说是懒人改变了这个世界，不是没有道理。

二、std::expected

前面的value_or其实可以当成一种std::expected的特例，先看一下它的定义：

template< class T, class E >
class expected;

std::expected增加了一个形参E,它用来处理不符合常规的，也就是异常的值。std::expected相当于std::variant和std::optional的结合体。在C++中，一般是不推荐抛出异常的，但错误会常常发生，这时，std::expected期望着正常的状态，但在出现非期望的状态时，也可以通过一些方式来展现这些异常。
看一个例子：

#include <cmath>
#include <expected>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <string_view>enum class parse_error
{invalid_input,overflow
};auto parse_number(std::string_view& str) -> std::expected<double, parse_error>
{const char* begin = str.data();char* end;double retval = std::strtod(begin, &end);if (begin == end)return std::unexpected(parse_error::invalid_input);else if (std::isinf(retval))return std::unexpected(parse_error::overflow);str.remove_prefix(end - begin);return retval;
}int main()
{auto process = [](std::string_view str){std::cout << "str: " << std::quoted(str) << ", ";if (const auto num = parse_number(str); num.has_value()){std::cout << "value: " << *num << '\n';// If num did not have a value, dereferencing num// would cause an undefined behavior, and// num.value() would throw std::bad_expected_access.// num.value_or(123) uses specified default value 123.}else if (num.error() == parse_error::invalid_input){std::cout << "error: invalid input\n";}else if (num.error() == parse_error::overflow){std::cout << "error: overflow\n";}else{std::cout << "unexpected!\n"; // or invoke std::unreachable();}};for (auto src: { "42", "42abc", "meow", "inf" })process(src);
}

运行结果：

str: "42", value: 42
str: "42abc", value: 42
str: "meow", error: invalid input
str: "inf", error: overflow

而且它也有和std::optional一样的三个函数：add_then,tranform以及or_else，用法也基本相同。这个用在有多处判断返回结果处理异常的情况，就很有优势。

三、总结

库的强大，其实就意味着这种语言向简单化在发展。为什么Java等语言编写起来相对简单，主要原因就是除有强大的库，还有无数的可以看作库的框架。C++在这方面几乎没法和这些高级语言相比，但总体上C++也在朝着这个方向不断的前进，这就是好事。
或许再过十年，当开发者们回头看C++代码时，可能发现，这是我初学时的C++么？