C++的std::variant和union有什么区别_C++类型安全联合体与多态选择

std::variant 提供类型安全、自动构造/析构和安全访问机制，适合现代C++；union 轻量但不安全，需手动管理类型状态。

std::variant 和 union 都用于在同一个内存位置存储多种不同类型的数据，但它们在类型安全、使用方式和功能上有显著区别。理解这些差异有助于在实际开发中做出合适选择。

类型安全性不同

union 是非类型安全的：传统 union 不跟踪当前存储的是哪种类型，程序员必须手动管理类型状态，否则容易引发未定义行为。

例如：

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如果写入 int 但读取 double，结果取决于内存解释方式，极易出错。

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std::variant 是类型安全的：它始终知道当前持有哪个类型的值，通过 std::holds_alternative 可检查类型，用 std::get 安全访问。若类型不匹配，会抛出异常或编译时报错（取决于使用方式）。

构造与析构行为支持

普通 union 不能包含有构造函数或析构函数的类类型，比如 std::string 或 std::vector。

而 std::variant 支持完整生命周期管理：能自动调用所含类型的构造函数和析构函数，确保资源正确释放。

例如：

这种 RAII 特性让 variant 更适合现代 C++ 编程。

访问方式更安全灵活

union 访问依赖程序员记忆当前类型，易出错。

std::variant 提供多种安全访问机制：

• 使用 std::get(v) 获取指定类型，类型错误时抛出 std::bad_variant_access
• 使用 std::visit 配合 lambda 实现类型分发，类似多态行为
• 可通过 index() 查询当前类型的索引

这使得 variant 更接近“类型安全的多态容器”。

大小与性能开销

union 的大小等于其最大成员的大小，无额外开销。

std::variant 的大小也大致等于所有选项中最大类型的大小，但会额外记录当前类型的标识（通常是 size_t 大小），因此略微大一些。

运行时性能上，variant 有轻微开销，但在大多数场景下可忽略。换来的是更高的安全性和可维护性。

基本上就这些。std::variant 是 union 的现代化替代方案，适合需要类型安全的多类型存储场景；而 union 更轻量，适用于底层编程或对内存严格控制的情况，但需谨慎使用。

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