c++怎么使用std::variant_c++中variant类型的用法与应用

尼克

发布时间：2025-11-17 12:37:02

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原创

std::variant是C++17引入的类型安全联合体，可持有多种类型之一，解决传统union类型不安全问题。包含在头文件中，支持默认构造、std::get访问及std::visit遍历，常用于动态数据解析、错误处理和状态存储，需避免滥用为任意类型容器。

c++怎么使用std::variant_c++中variant类型的用法与应用

在C++17中引入的std::variant是一个类型安全的联合体（union），可以用来保存多种不同类型中的某一种值。它解决了传统union缺乏类型信息、容易出错的问题，是实现代数数据类型（ADT）或状态容器的有效工具。

基本用法

std::variant定义在头文件中。你可以声明一个能持有若干类型的variant对象：

#include 
#include 

std::variant v;
v = 42;        // v holds an int
v = 3.14;      // now holds a double
v = "hello";   // now holds a std::string

默认构造时，variant会初始化为能默认构造的第一个类型。比如上面例子中int可默认构造，所以初始状态是int{}。

访问variant中的值

直接获取值可能不安全，推荐使用std::get和std::get_if：

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用std::get(v)按类型获取值，若当前不是该类型会抛std::bad_variant_access
用std::get_if(&v)返回指针，失败则返回nullptr，更安全

if (std::holds_alternative(v)) {
    double d = std::get(v);
    std::cout << "Got double: " << d << '\n';
}

使用std::visit进行类型分发

最强大的功能是配合std::visit，对variant中实际类型执行不同操作：

std::visit([](const auto& x) {
    std::cout << "Value: " << x << ", Type: " << typeid(x).name() << '\n';
}, v);

lambda必须能处理variant中所有类型。也可以写多个重载函数对象：

struct Printer {
    void operator()(int i) const { std::cout << "Int: " << i << '\n'; }
    void operator()(double d) const { std::cout << "Double: " << d << '\n'; }
    void operator()(const std::string& s) const { std::cout << "String: " << s << '\n'; }
};

std::visit(Printer{}, v);

常见应用场景

解析配置或JSON数据：字段可能是数字、字符串、布尔等，variant很适合表示这类动态类型
错误处理：替代errno或返回码，用std::variant
状态机或选项存储：如UI控件值可以是整数、浮点、字符串等
替代继承层次：简单场景下比基类+虚函数更轻量高效

注意：不要把variant当作“任意类型”容器滥用，类型列表应在编译期明确。过度使用会使代码难以维护。

基本上就这些。std::variant结合std::visit提供了类型安全且高效的多态行为，是现代C++中值得掌握的工具。

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