(C++17) optional 的 3 种用法

*️⃣前言

在 C++17 中标准化了 std::optional。该类型可以容纳一种类型，且判断是否有无。

若使用的标准在低于 C++17 则可以使用 Abseil 的 absl::optional 或 Boost 的 boost::optional。

基础的使用方式在以前的文章中有介绍：(C++17) optional的使用 ， 也可直接参照：std::optional 。

本文主要介绍3中optional的常用主流用法。

*️⃣3 种主流用法

1️⃣函数返回值

在一个函数想要同时获得结果，且判断是否有效时，在传统方式中通常有两种方式。

1. 回参为值，入参为bool

int div_method_1(int numerator, int denominator, bool* ok);

2. 回参为bool，入参为值

bool div_method_2(int numerator, int denominator, int* ret);

使用 std::optional

将结果和bool包成一个整体，作为返回值。

#include <iostream>
#include <optional>

std::optional<int> div_opt(int numerator, int denominator) {
    if (0 == denominator) {
        return std::nullopt;
    }
    return numerator / denominator;
}

void test(int x, int y) {
    auto opt = div_opt(x, y);
    if (opt.has_value()) {
        std::cout << true << opt.value() << std::endl;
    } else {
        std::cout << false << opt.value_or(0) << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::cout << std::boolalpha;
    test(6, 2);
    test(6, 0);
}

2️⃣函数参数

当我们要设计一个函数的时候，有的参数我们希望不传入，可以设置一个默认值。

但有一个情况，那就是当用户就是想要传入这个默认值来操作时，会影响函数的内部设计和外部使用者对函数作用的疑惑。

/**
 * @param num 0表示无效值
 */
int square(int num = 0);

此时使用std::optional就可以完美的解决这个问题。

#include <iostream>
#include <optional>

/**
 * 非常明确，当 num 为空(std::nullopt) 就是外部未传值
 */
int square(std::optional<int> num = std::nullopt) {
    if (num.has_value() == false) {
        return -1;
    }

    return num.value() * num.value();
}

int main() {
    std::cout << square() << std::endl;        // -1
    std::cout << square(114514) << std::endl;  // 228554308
}

3️⃣类成员

当我们设计类的字段的时候，有时候希望能够将不同情况做一致的统一。

比如现在有两个机器人分别可以在二维平面和三维空间进行移动，这时明明有两个轴式可以复用的，但是我们还是要设计两种类型。

struct RobotCoordinate2 {
    int x;
    int y;
};

struct RobotCoordinate3 {
    int x;
    int y;
    int z;
};

但使用了std::optional就可以将z轴作为一个可选项了。

且一眼就能看出哪些字段是必备的，哪些是可选的。

#include <optional>

struct RobotCoordinate {
    int                x;
    int                y;
    std::optional<int> z;
};

⭐END

🌟跋

ref:

《现代C++软件架构》

5.2.6 使用std::optional

p98

替换类型

cppref

• std::any
• std::optional
• std::variant

---

• (C++17) any的使用与简单实现
• (C++17) optional的使用
• (C++17) variant的使用与union对比

🌟交流方式

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