C++17的std::variant怎么用_C++类型安全的联合体std::variant访问方法

std::variant是C++17引入的类型安全联合体，可持有多种类型之一，支持赋值、emplace初始化，通过std::get、std::get_if、std::holds_alternative安全访问，推荐使用std::visit进行类型分发，适用于JSON解析等多类型场景。

在 C++17 中，std::variant 是一个类型安全的联合体（type-safe union），用来表示可以持有多种类型之一的对象。与传统的 union 不同，std::variant 能知道当前存储的是哪种类型，避免了类型错误访问的问题，大大提升了类型安全性。

基本用法：定义和赋值

你可以将 std::variant 看作一个能“装”多个类型的容器，但每次只能保存其中一个类型的一个值。

#include 
#include 
int main() {
std::variant v;
v = 42;           // 持有 int
v = 3.14;         // 持有 double
v = "hello";      // 持有 std::string

return 0;
}
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初始化方式支持直接赋值、构造函数、emplace 等：

std::variant v = "hello";

v.emplace("world"); // 按索引构造

v.emplace<:string>("hi"); // 按类型构造

如何安全地访问 variant 中的值
由于 variant 可能包含不同类型，直接访问容易出错。C++17 提供了多种安全访问方法：

							

								
								

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1. std::get(v) 或 std::get(v)
通过类型或索引获取值，但如果类型不匹配会抛出 std::bad_variant_access 异常。
try {
    std::cout << std::get(v) << '\n';
} catch (const std::bad_variant_access&) {
    std::cout << "当前不是 double 类型！\n";
}

2. std::get_if(&v)
返回指向当前值的指针，如果类型不匹配则返回 nullptr。适合判断和访问同时进行。
if (auto* p = std::get_if(&v)) {
    std::cout << "int 值为: " << *p << '\n';
} else if (auto* p = std::get_if(&v)) {
    std::cout << "字符串: " << *p << '\n';
}

3. std::holds_alternative(v)
判断当前 variant 是否持有指定类型。
if (std::holds_alternative(v)) {
    std::cout << "当前是 double: " << std::get(v) << '\n';
}
使用 std::visit 进行类型分发（推荐）
最强大且通用的方式是 std::visit，它能对 variant 当前持有的值应用一个可调用对象（如 lambda），自动匹配类型。
std::visit([](const auto& value) {
    std::cout << "值是: " << value << "，类型为: " 
              << typeid(value).name() << '\n';
}, v);
也可以使用多个 lambda 处理不同逻辑：
std::visit([(const auto& x) {
    using T = std::decay_t;
    if constexpr (std::is_same_v)
        std::cout << "整数: " << x << '\n';
    else if constexpr (std::is_same_v)
        std::cout << "浮点: " << x << '\n';
    else if constexpr (std::is_same_v)
        std::cout << "字符串: " << x << '\n';
}, v);
这种方式在编译期生成对应代码，效率高且类型安全。
注意事项和常见技巧


默认构造：variant 默认构造时会构造其第一个类型（前提是该类型可默认构造）。

空状态：如果第一个类型不可默认构造，variant 会处于“未初始化”状态，需手动赋值。

异常安全：赋值或 emplace 失败时，variant 可能进入“无价值”状态，可通过 v.valueless_by_exception() 判断。

性能：variant 的大小等于最大类型的大小加上少量用于类型标识的空间，通常比继承结构更轻量。

基本上就这些。std::variant 非常适合处理“一个变量可能是几种类型之一”的场景，比如解析 JSON、实现表达式求值、状态机等。配合 std::visit 和 std::get_if，既能保证类型安全，又能写出清晰高效的代码。