C++ 17 std::variant

C++17 引入了几个有价值的特性，增强了语言的表达性和灵活性。其中，“std::variant” 是一个处理变体类型的强大工具。Std::variant 存在于 <variant> 头文件中，它是一个类型安全的联合体，可以存储不同时间的值。它代表了一种类型安全、基于栈的、有区分的联合体。与传统的联合体不同，传统联合体没有类型安全并会表现出未定义的行为，而 std::variant 确保在运行时始终知道存储值的类型，使其更安全、更可靠。

当值类型可能变化且代码需要相应调整时，“std::variant”非常有用。它确保在给定时间只能存储一个指定类型。

它有什么用处？

• 表示多种可能性： 模型可以具有多种不同状态或表示形式的值。
• 继承的替代方案，表示多种可能性： 避免使用层次结构和虚函数来表示变体。
• 访客模式实现： 促进用于基于类型操作的访客模式。
• 错误处理： 可以表示潜在的错误或异常情况。
• 状态机： 用于有效地实现状态机。

示例 1

让我们看一个简单的程序来演示 C++ 中的 std::variant。

输出

说明

在这个程序中，名为 myVariant 的变体被声明为持有不同类型的值：int、double 和 string。因此，三个不同的值被赋给了该变体。首先，赋给整数 42，然后赋给小数，再赋给字符串。程序将在每次赋值后打印变体的类型和值。这个变体特性允许单个变量适应各种数据类型，这提供了一种方便且类型安全的方式来处理 Cpp 编程中的不同场景。

示例 2

让我们看另一个简单的程序来演示 C++ 中的 std::variant。

输出

说明

该程序演示了如何使用 std::variant 来处理变量可以表示不同类型的情况。程序定义了两种自定义数据类型：BatteryPoweredDevice 和 SolarPoweredDevice。名为 deviceVariant 的变体被声明为可以持有 BatteryPoweredDevice 或 SolarPoweredDevice 值。在主函数中，一个 BatteryPoweredDevice 实例被赋值给 deviceVariant，并指定了电池电压。

程序使用 `holds_alternative` 检查变体中的活动类型，然后使用 `get` 提取并打印相关信息。如果活动类型是 `BatteryPoweredDevice`，它会打印电池电压。如果是 `SolarPoweredDevice`，它会打印太阳能电池板效率。如果变体不包含这两种类型中的任何一种，它会输出一条消息，指示设备类型无法识别。

这个例子说明了 std::variant 在处理变体类型方面的灵活性，这使得它成为变量类型可以动态变化的场景中的一个有价值的工具。在这种情况下，它模拟了一个处理不同类型供电设备的系统，展示了 std::variant 如何提供一种类型安全的方式来管理单个变量中的多样化数据结构。

优点

• “std::variant” 确保了类型安全，消除了与传统联合相关的运行时错误风险。
• 它使代码更具可读性和表现力。
• 类型检查在编译时执行，从而减少了运行时错误的发生率并提高了整体代码的可靠性。-3252
• 它简化了变体类型的处理。

缺点

• std::variant 可以持有的类型必须在编译时明确指定。这种限制在某些动态场景中可能会造成限制。
• 使用 std::variant 可能会引入一些开销，例如增加代码大小和潜在的编译时间变慢。

结论

总而言之，C++17 中的 std::variant 是一个强大的特性，增强了处理变体类型的类型安全性和灵活性。它允许单个变量适应不同的数据类型，使代码更具可读性和表现力。虽然它引入了编译时检查并简化了变体类型的处理，但它在动态场景中可能存在局限性并可能产生一些开销。总的来说，std::variant 是一个有价值的工具，用于管理单个变量中的多样化数据结构，为 C++ 中处理变体类型提供了一种更安全、更高效的方法。