std::optional 提供安全的可选值处理,替代易出错的裸指针返回;例如 find_user 可改为返回 std::optional,调用时无需手动判空,直接通过 has_value 或 if-else 判断存在性,提升代码安全性与可读性。

在C++中处理可能为空的值时,传统方式依赖指针和手动空值检查,容易出错且代码冗余。比如使用裸指针返回一个可能不存在的结果,调用者必须记得判断是否为 nullptr,否则会引发未定义行为。
C++17 引入的 std::optional
用 std::optional 替代返回指针
函数如果可能无法返回有效值,以往常返回指针:
const User* find_user(int id) {
if (/* 找到了 */)
return &user;
return nullptr;
}
调用时必须小心检查:
立即学习“C++免费学习笔记(深入)”;
if (auto* user = find_user(42)) {
std::cout << user->name();
} else {
std::cout << "User not found";
}
但若忘了检查,程序崩溃风险很高。
改用 std::optional 后,语义更明确:
std::optionalfind_user(int id) { if (/* 找到了 */) { return User{"Alice"}; } return std::nullopt; }
调用方式也更安全直观:
auto result = find_user(42);
if (result) {
std::cout << result->name();
} else {
std::cout << "Not found";
}
更清晰的接口设计
std::optional 让函数的“可失败性”显式体现在类型系统中。调用者一眼就能看出这个函数可能不返回值,而不是靠文档或经验猜测是否需要判空。
相比指针,它还有以下优势:
- 不能解引用空值而不被察觉 —— value() 会抛异常,operator* 在未包含值时行为未定义(但可通过 has_value() 或条件判断规避)
- 值语义清晰,无需关心内存生命周期
- 支持直接比较、赋值、移动,使用更自然
常见使用建议
适合使用 std::optional 的场景包括:
- 查找操作(如 map 查找、数据库查询)
- 解析函数(字符串转数字等可能失败的操作)
- 工厂函数可能创建不出对象
注意:不要用于动态分配的大对象,因为 optional 存储的是值本身,会带来拷贝开销。此时可考虑 std::optional<:unique_ptr>>,但通常应重新评估设计。
基本上就这些。用 std::optional 替代易错的空指针检查,代码更健壮,意图更清晰,是现代 C++ 推荐的做法。










