C++核心准则边译边学-X.3 使用variant代替union

C++核心准则边译边学-X.3 使用variant代替union

union（联合体）和struct相似，也可以包含多个数据成员，但是不同的是同时只允许一个成员有效，因此经常作为作为节约空间的类使用。考虑下面的代码：

union Uv { int i; double df; }; Uv u1; u1.i = 100; std::cout << "u1.i=" << u1.i << std::endl; std::cout << "u1.df=" << u1.df << std::endl; u1.df = 122.0; std::cout << "u1.i=" << u1.i << std::endl; std::cout << "u1.df=" << u1.df << std::endl;

u1.i=100 u1.df=-9.25596e+61 u1.i=0 u1.df=122

u1.i=100u1.df=-9.25596e+61u1.i=0u1.df=122

从结果可以看到，为i赋值之后，i的值有效，而df无效；为df赋值之后，df值有效，而i无效。这件事本身符合union的定义，但问题是如果只是面对一个联合体的对象，用户没有办法知道那个成员的值是有效的。如果成员是指针或者对象，那么带来的类型风险会更大。一般的做法是自己实现一个类，另外设置一个管理类型的数据成员，问题是可以解决，但是代价也不小。

这个问题可以使用C++17中引入的variant来解决。直接看代码：

std::variant var{ 122.0 }; std::cout << var.index() << std::endl; try { int i = std::get(var); } catch(const std::bad_variant_access & e) { std::cout << e.what() << std::endl; }

代码首先构建了一个包含int和double成员的variant变量，它的名称为var,初值为double类型的122.0。这里variant会根据初始值的内容自动决定需要初始化那个成员。

初值设定完成之后，可以使用variant提供的index方法获取当前有效的成员索引。接下来故意在double有效的情况下获取int成员的值，观察会发生什么。结果如下：

1122bad variant access

可以看到获取double值的处理正常完成，而获取int值的处理抛出了异常。我们也可以尝试相反的情况：

var = 100; std::cout << var.index() << std::endl; try { std::cout << std::get(var) << std::endl; std::cout << std::get(var) << std::endl; } catch (const std::bad_variant_access& e) { std::cout << e.what() << std::endl; }

结果如下：

0100bad variant access

这次是获取int成员成功，获取double成员时抛出异常。

从这段说明不难看出，有了variant之后，一切都变得简单又安全。

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