快捷導(dǎo)航

C++17使用std::optional表示可能存在的值

更新時(shí)間：2022年07月20日 15:36:43 作者：AlbertS

本文主要介紹了C++17使用std::optional表示可能存在的值，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

前言

平時(shí)寫代碼會(huì)遇到一種傳遞參數(shù)特殊值標(biāo)記特殊流程，或者函數(shù)返回值存在魔法數(shù)的情況，很需要一種標(biāo)記參數(shù)或返回值狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，那么在 C++17 標(biāo)準(zhǔn)下提供了 std::optional 這個(gè)模板類，可以表示一個(gè)值不存在的狀態(tài)，一起來(lái)看看用法吧。

返回一個(gè)bool值

以下例子純屬虛構(gòu)，只為說(shuō)明問(wèn)題，無(wú)實(shí)際意義

bool getBoolVal(int a, int b)
{
? ? int* n = new int;
? ? if (!n)
? ? ? ? return false;

? ? *n = 1;

? ? if (a + *n > b)
? ? ? ? return true;
? ? else
? ? ? ? return false;
}

int main()
{
? ? if (getBoolVal(10, 9))
? ? ? ? std::cout << 1 << std::endl;
? ? else
? ? ? ? std::cout << 1 << std::endl;

? ? return 0;
}

這個(gè)例子中的函數(shù) getBoolVal 本意是想返回一個(gè) bool 類型的判斷結(jié)果，但是函數(shù)中有一些異常情況時(shí)，比如申請(qǐng)內(nèi)存異常時(shí)，也會(huì)返回一個(gè)bool值，這是與原判斷結(jié)果語(yǔ)義不同的，所以需要單獨(dú)返回這種情況，如果也放到同一個(gè)返回值中會(huì)導(dǎo)致含義模糊，這時(shí)可以考慮使用引用變量參數(shù)來(lái)返回實(shí)際比較結(jié)果。

bool getBoolVal(int a, int b, bool& ret)
{
? ? int* n = new int;
? ? if (!n)
? ? ? ? return false;

? ? *n = 1;

? ? if (a + *n > b)
? ? ? ? ret = true;
? ? else
? ? ? ? ret = false;

? ? return true;
}

int main()
{
? ? bool ret = false;
? ? if (getBoolVal(10, 9, ret))
? ? ? ? std::cout << "error" << std::endl;
? ? else
? ? {
? ? ? ? if (ret)
? ? ? ? ? ? std::cout << 1 << std::endl;
? ? ? ? else
? ? ? ? ? ? std::cout << 0 << std::endl;
? ? }

? ? return 0;
}

這個(gè)引用參數(shù) ret 使用起來(lái)有點(diǎn)不方便，那把兩個(gè)值都返回怎么樣，雖然C++不允許有多個(gè)返回值，但可以把它們包裝成 std::pair 或者 std::tuple 來(lái)返回，再來(lái)改寫一下：

std::pair<bool, bool> getBoolVal3(int a, int b)
{
? ? int* n = new int;
? ? if (!n)
? ? ? ? return {false, false};

? ? *n = 1;

? ? if (a + *n > b)
? ? ? ? return {true, true};
? ? else
? ? ? ? return {true, false};
}

int main()
{
? ? auto [err, ret] = getBoolVal(10, 9);
? ? if (err)
? ? ? ? std::cout << "error" << std::endl;
? ? else
? ? {
? ? ? ? if (ret)
? ? ? ? ? ? std::cout << 1 << std::endl;
? ? ? ? else
? ? ? ? ? ? std::cout << 0 << std::endl;
? ? }

? ? return 0;
}

這種方法把實(shí)際的返回值，搭配一個(gè)表示狀態(tài)的 bool 變量，組成 std::pair 進(jìn)行返回，基本上得到而來(lái)語(yǔ)義明確的目的，但是看起來(lái)還是不太優(yōu)雅，而 std::optional 可以幫助我們實(shí)現(xiàn)類似的需求，并且代碼看起來(lái)能更簡(jiǎn)潔一點(diǎn)。

使用 std::optional 改寫

std::optional 本身是一個(gè)模板類：會(huì)有一個(gè) std::nullopt

template <class T>
class optional;

它內(nèi)部有兩種狀態(tài)，要么有一個(gè)T類型的值，要么用 std::nullopt 表示沒(méi)有值，查看一個(gè) std::optional 對(duì)象是否有值，可以用 has_value() 進(jìn)行判斷，當(dāng)一個(gè) std::optional 有值時(shí)，可以通過(guò)用指針的方式(*號(hào)和->號(hào))來(lái)使用它，或者用 value()函數(shù)取它的值，下面我們用它來(lái)改寫一下之前的實(shí)現(xiàn)：

std::optional<bool> getBoolVal4(int a, int b)
{
? ? int* n = new int;
? ? if (!n)
? ? ? ? return std::nullopt;

? ? *n = 1;

? ? if (a + *n > b)
? ? ? ? return true;
? ? else
? ? ? ? return false;
}


int main()
{
? ? std::optional<bool> ret = getBoolVal(10, 9);
? ? if (ret.has_value())
? ? ? ? std::cout << "error" << std::endl;
? ? else
? ? {
? ? ? ? if (ret.value())
? ? ? ? ? ? std::cout << 1 << std::endl;
? ? ? ? else
? ? ? ? ? ? std::cout << 0 << std::endl;
? ? }

? ? return 0;
}

使用了 std::optional 之后就把 bool 類型之前的兩態(tài)變成了三態(tài)，很多類似的邏輯也被封裝成了函數(shù)，使用它之后代碼更清晰了，從此可以告別一些煩人的魔法數(shù)了，一些函數(shù)參數(shù)也可以使用 std::optional 來(lái)包裝，用法類似，在此就不展開說(shuō)了。