std::variant是C++17引入的类型安全联合体,可存储多种类型之一,如int、double、string,默认构造使用首类型初始化;通过std::get按类型或索引访问值,类型不匹配时抛出异常;建议先用std::holds_alternative检查当前类型再取值;结合std::visit与lambda可实现类型自动分发处理,支持泛型和条件分支输出;注意不可存引用类型但可存reference_wrapper,生命周期自动管理,编译期确定类型,适用于配置解析、状态机等场景,使用时需重视类型检查与异常安全。

在C++17中引入的std::variant是一种类型安全的联合体(union),可以用来存储多种不同类型中的某一种值。它比传统的union更安全,也更易用,能有效避免未定义行为。
基本用法:定义和初始化
std::variant是一个模板类,接受多个类型作为参数,表示它可以保存这些类型之一。
示例:
#include
#include
std::variant
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上面定义了一个可以保存int、double或std::string的变量v。默认构造时,它会使用第一个类型(这里是int)进行默认初始化。
也可以显式赋值:
v = 42; // 存储 int
v = 3.14; // 存储 double
v = "hello"; // 存储 string
访问 variant 中的值
不能直接解引用variant,需要通过特定方式获取其内容。
如果你知道当前存储的是哪种类型,可以用std::get或std::get获取值:
std::get(v); // 按类型获取
std::get<0>(v); // 按索引获取(int 是第0个)
如果类型不匹配,会抛出std::bad_variant_access异常。
在取值前,建议先判断当前存储的类型:
if (std::holds_alternative(v)) {
std::cout << "int: " << std::get(v);
}
使用 std::visit 处理多种类型
最强大的功能是std::visit,它可以对variant中的值应用一个可调用对象(如lambda),自动匹配类型。
示例:打印 variant 的值
std::visit([](const auto& value) {
std::cout << value << std::endl;
}, v);
这段代码会根据v当前持有的类型,自动选择正确的value类型并输出。
也可以写成多个 lambda 的结构化处理:
std::visit([&](const auto& arg) {
if constexpr (std::is_same_v) {
std::cout << "整数: " << arg;
} else if constexpr (std::is_same_v) {
std::cout << "浮点数: " << arg;
} else {
std::cout << "字符串: " << arg;
}
}, v);
常见注意事项
std::variant有一些使用时需要注意的地方:
- 不允许存储引用类型(如
int&),但可以存std::reference_wrapper - 一旦赋新值,旧值会被析构(自动管理生命周期)
- 性能上略高于普通 union,但远比继承+虚函数轻量
- 不支持动态添加类型,必须在编译期确定所有可能类型
适合场景:配置项解析、JSON-like 数据结构、状态机返回值、回调参数等需要“一个变量可能是几种类型之一”的情况。
基本上就这些。std::variant 提供了一种现代 C++ 中清晰且类型安全的方式来处理多类型存储问题,配合 visit 和 get 使用非常灵活。不复杂但容易忽略的是异常安全和类型检查的重要性。











