如何在C++中使用std::variant_C++ std::variant使用入门

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发布时间：2025-10-07 08:58:02

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如何在c++中使用std::variant_c++ std::variant使用入门

C++ std::variant 允许你存储不同类型的值，但同一时间只能存储一个。它就像一个类型安全的联合体，避免了传统联合体的一些问题。

解决方案：

要使用 std::variant，首先要包含头文件。定义 std::variant 时，你需要指定它可以存储的所有类型。例如：

#include 
#include 
#include 

int main() {
  std::variant myVar;

  // 存储一个整数
  myVar = 10;
  std::cout << std::get(myVar) << std::endl;

  // 存储一个双精度浮点数
  myVar = 3.14;
  std::cout << std::get(myVar) << std::endl;

  // 存储一个字符串
  myVar = "Hello, world!";
  std::cout << std::get(myVar) << std::endl;

  return 0;
}

这段代码演示了如何定义一个可以存储 int、double 和 std::string 的 std::variant，并依次存储不同类型的值。注意，使用 std::get 访问 std::variant 中的值时，需要指定类型。如果 std::variant 中存储的不是指定的类型，std::get 会抛出一个 std::bad_variant_access 异常。

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如何安全地访问std::variant中的值？

为了避免 std::bad_variant_access 异常，可以使用 std::holds_alternative 来检查 std::variant 中是否存储了特定类型的值。例如：

#include 
#include 
#include 

int main() {
  std::variant myVar;

  myVar = 10;

  if (std::holds_alternative(myVar)) {
    std::cout << "The variant holds an int: " << std::get(myVar) << std::endl;
  } else {
    std::cout << "The variant does not hold an int." << std::endl;
  }

  return 0;
}

此外，std::visit 提供了一种更灵活的方式来访问 std::variant 中的值。它允许你定义一个访问者函数，该函数会根据 std::variant 中存储的类型执行不同的操作。

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#include 
#include 
#include 

int main() {
  std::variant myVar;

  myVar = 3.14;

  std::visit([](auto&& arg) {
    using T = std::decay_t;
    if constexpr (std::is_same_v) {
      std::cout << "The variant holds an int: " << arg << std::endl;
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
      std::cout << "The variant holds a double: " << arg << std::endl;
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
      std::cout << "The variant holds a string: " << arg << std::endl;
    }
  }, myVar);

  return 0;
}

这个例子使用了 lambda 表达式作为访问者函数。 std::visit 会自动根据 myVar 中存储的类型调用相应的 lambda 表达式。

std::variant在哪些场景下特别有用？

std::variant 在以下场景中特别有用：

状态机: 你可以使用 std::variant 来表示状态机的不同状态，每个状态可以是不同的类型。
数据解析: 当解析不同格式的数据时，可以使用 std::variant 来存储解析后的结果，而无需事先知道数据的具体类型。
异构集合: 如果你需要存储一个集合，其中包含不同类型的对象，可以使用 std::variant 来实现。
错误处理: std::variant 可以用来表示一个函数可能返回的不同类型的错误。例如，一个函数可能返回一个 int 表示成功，或者返回一个 std::string 表示错误信息。

std::variant和std::any的区别是什么？

std::variant 和 std::any 都可以存储不同类型的值，但它们之间有关键的区别：

类型安全性: std::variant 是类型安全的。在定义 std::variant 时，你需要指定它可以存储的所有类型。编译器会在编译时检查类型是否匹配。 std::any 则没有类型限制，可以存储任何类型的值，但类型检查是在运行时进行的。
性能: 由于 std::variant 在编译时知道所有可能的类型，因此访问速度通常比 std::any 更快。
使用场景: std::variant 适用于你知道所有可能类型的情况。 std::any 适用于你需要存储未知类型的值的情况，例如在处理用户输入或动态配置时。