C++17使用std::optional表示可能存在的值

目录

• 前言
• 返回一个bool值
• 使用 std::optional 改写
• 总结

前言

平时写代码会遇到一种传递参数特殊值标记特殊流程，或者函数返回值存在魔法数的情况，很需要一种标记参数或返回值状态的结构，那么在 C++17 标准下提供了 std::optional 这个模板类，可以表示一个值不存在的状态，一起来看看用法吧。

返回一个bool值

以下例子纯属虚构，只为说明问题，无实际意义

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;
}

这个例子中的函数 getBoolVal 本意是想返回一个 bool 类型的判断结果，但是函数中有一些异常情况时，比如申请内存异常时，也会返回一个bool值，这是与原判断结果语义不同的，所以需要单独返回这种情况，如果也放到同一个返回值中会导致含义模糊，这时可以考虑使用引用变量参数来返回实际比较结果。

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;
}

这个引用参数 ret 使用起来有点不方便，那把两个值都返回怎么样，虽然C++不允许有多个返回值，但可以把它们包装成 std::pair 或者 std::tuple 来返回，再来改写一下：

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;
}

这种方法把实际的返回值，搭配一个表示状态的 bool 变量，组成 std::pair 进行返回，基本上得到而来语义明确的目的，但是看起来还是不太优雅，而 std::optional 可以帮助我们实现类似的需求，并且代码看起来能更简洁一点。

使用 std::optional 改写

std::optional 本身是一个模板类：会有一个 std::nullopt

template <class T>
class optional;

它内部有两种状态，要么有一个T类型的值，要么用 std::nullopt 表示没有值，查看一个 std::optional 对象是否有值，可以用 has_value() 进行判断，当一个 std::optional 有值时，可以通过用指针的方式(*号和->号)来使用它，或者用 value()函数取它的值，下面我们用它来改写一下之前的实现：

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 类型之前的两态变成了三态，很多类似的逻辑也被封装成了函数，使用它之后代码更清晰了，从此可以告别一些烦人的魔法数了，一些函数参数也可以使用 std::optional 来包装，用法类似，在此就不展开说了。

总结

• std::optional 是一个模板类，可以表示一个可能存在的值
• std::optional 的内部有两种状态，要么表示一个T类型的值，要么用 std::nullopt 表示没有值
• 可以用 has_value() 判断一个 std::optional 是否有值，然后用 value() 函数取它表示的值

到此这篇关于C++17使用std::optional表示可能存在的值的文章就介绍到这了,更多相关C++17 std::optional内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！