C++ 17 std::variant

枫2024-11-292024-12-02

C++ 17 std::variant

std::variant 是 C++17 提供的一个类型安全联合体（type-safe union）。它可以在多个类型中保存其中一个值，但和传统 union 不同的是，它知道自己当前存的是哪一种类型。

1. 为什么需要 std::variant？

以前如果一个变量可能是多种类型，常见做法一般有几种：

用 union
用基类指针 + 多态
自己维护一个“类型标签 + 数据”的结构

这些方法都能解决问题，但要么不够安全，要么写起来比较重。
std::variant 可以把“多种可能类型中的一种”这个需求直接表达出来。

2. 基本使用

2.1 定义 variant

#include <variant>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    std::variant<int, double, string> data;
    data = 10;
    cout << get<int>(data) << endl;
    return 0;
}

这里 data 可以在 int、double、string 三种类型之间切换，但同一时刻只保存一种。

3. 访问值的方法

3.1 `std::get`

1 2	std::variant<int, string> v = 42; cout << std::get<int>(v) << endl;

如果当前存的不是这个类型，std::get 会抛异常。

3.2 `std::get_if`

更稳妥一点的做法是：

1
2
3

if (auto p = std::get_if<int>(&v)) {
    cout << *p << endl;
}

如果类型不匹配，它会返回 nullptr。

3.3 `index()`

可以查看当前保存的是第几个候选类型：

1	cout << v.index() << endl;

4. `std::visit`

visit 是 std::variant 很重要的配套工具，用来根据当前实际类型执行不同逻辑。

#include <variant>
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    std::variant<int, double, string> value = "hello";

    std::visit([](const auto& arg) {
        cout << arg << endl;
    }, value);

    return 0;
}

这样就不用手动一层层判断当前类型了。

5. 一个实际一点的例子

#include <variant>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

using ConfigValue = variant<int, bool, string>;

int main()
{
    ConfigValue value = true;

    visit([](const auto& arg) {
        cout << arg << endl;
    }, value);

    return 0;
}