c++ std::optional ，让代码更清晰安全

std::optional 是 C++17 引入的模板类，用于表示一个可能包含值或‌不包含值‌的容器。它适用于函数可能返回无效结果、对象初始化可能延迟等场景，避免了使用特殊值（如 -1、nullptr）或额外的错误标志，使代码更清晰安全。

为啥要引入std::optional

例如在std::optional 出现之前，如果我们要实现一个在vector中查找符合条件的元素并返回值，可能需要以下示例：

std::string GetString(std::vector<std::string>& names, std::string str) {
	for (auto &name : names) {
		if (name.find(str) != std::string::npos) {
			return name;
		}
	}
	return std::string();
}

如果names本身就包含合法的空字符串呢？例如如下代码

std::string GetString(std::vector<std::string>& names, std::string str) {
	for (auto &name : names) {
		if (name.find(str) != std::string::npos) {
			return name;
		}
	}
	return std::string();
}

int main() {
	std::vector<std::string> names{ "xiao", "ming", "hong", ""};
	std::cout << GetString(names, "xia1") << std::endl;
}

我们就不能得到很明确的结果。

引入了std::optional之后，我们就可以方便的得到很明确的结果：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

std::optional<std::string> GetString(std::vector<std::string>& names, std::string str) {
	for (auto &name : names) {
		if (name.find(str) != std::string::npos) {
			return name;
		}
	}
	return std::nullopt;
}

int main() {
	std::vector<std::string> names{ "xiao", "ming", "hong", ""};
	std::optional<std::string> result = GetString(names, "xi1");
	if (result.has_value()) {
		std::cout << result.value() << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "find not" << std::endl;
	}
}

std::optional的通常用法：

• 创建std::optional对象：

使用 std::optional 的构造函数或工厂函数 std::make_optional

std::optional<int> value1(7)；
auto value2 = std::make_optional<int>(7);

• 检查 std::optional 对象是否包含值

        1、使用has_value()

#include <optional>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
	std::optional<int> value{ 2 };
	if (value.has_value()) {
		std::cout << "has value" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "no value" << std::endl;
	}
}

        2、使用std::optional 重载的 operator bool

#include <optional>
#include <iostream>
#include <string>

int main() {
	std::optional<int> value{};
	if (value) {
		std::cout << "has value" << std::endl;
	}
	else {
		std::cout << "no value" << std::endl;
	}
}

• 使用value()方法获取std::optional 里面包含的值

  int main() {
  	std::optional<int> value{2};
  	std::cout << value.value() << std::endl;
  }

  注意：如果value为空，则会导致未定义行为。

• 使用value_or方法获取 std::optional 对象中的值，如果对象为空，则返回一个默认值。

  #include <optional>
  #include <iostream>
  
  int main() {
  	std::optional<int> value{};
  	std::cout << value.value_or(-1) << std::endl;
  }

  结果输出-1

• 对std::optional 对象进行赋

#include <optional>
#include <iostream>

int main() {
	std::optional<int> value;
	value = 7;
	std::cout << value.value() << std::endl;
	value.emplace(10);
	std::cout << value.value() << std::endl;
}

• 清除 std::optional 对象中的值

#include <optional>
#include <iostream>

int main() {
	std::optional<int> value{ 7 };
	value.reset();
	std::cout << value.has_value() << std::endl;
}