c++如何实现一个variant c++ std::any的简化版【实例】

简化版 variant 是轻量级 type-erased holder，支持有限类型集合的存储与安全取值；其核心由 void* 存储、type_info 类型标识和虚函数管理生命周期三要素构成，不追求完全兼容 std::variant 或 std::any。

什么是简化版 variant

我们不追求完全兼容 std::variant 或 std::any，而是实现一个轻量、可理解、支持有限类型集合的 type-erased holder，类似 std::any 的核心逻辑：能存任意给定类型（比如 int、double、std::string），运行时知道当前存的是什么类型，并支持安全取值。

设计思路：用 void* + 类型 ID + 析构函数指针

关键三要素缺一不可：

• 存储数据：用动态分配（或小对象优化，这里先用堆）+ void* 指向实际对象
• 记录类型：用 std::type_info const* 或自定义类型 ID（推荐前者，直接且标准）
• 管理生命周期：保存构造/拷贝/析构函数指针，确保对象被正确创建和销毁

代码实现（无依赖、C++11 可用）

下面是一个最小但完整可运行的简化版 my_any：

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#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
class my_any {
struct placeholder {
virtual ~placeholder() = default;
virtual const std::type_info& type() const = 0;
virtual placeholder* clone() const = 0;
virtual void destroy() = 0;
};
templatezuojiankuohaophpcntypename Tyoujiankuohaophpcn
struct holder : placeholder {
    T value;
    holder(T&& v) : value(std::move(v)) {}
    holder(const T& v) : value(v) {}

    const std::type_info& type() const override { return typeid(T); }
    placeholder* clone() const override { return new holder(value); }
    void destroy() override { delete this; }
};

placeholder* ptr_ = nullptr;
public:
my_any() = default;
templatezuojiankuohaophpcntypename Tyoujiankuohaophpcn
my_any(T&& v) : ptr_(new holder>(std::forward(v))) {}

my_any(const my_any& other) 
    : ptr_(other.ptr_ ? other.ptr_->clone() : nullptr) {}

my_any(my_any&& other) noexcept : ptr_(other.ptr_) { other.ptr_ = nullptr; }

~my_any() { if (ptr_) ptr_->destroy(); }

my_any& operator=(const my_any& other) {
    if (this != &other) {
        if (ptr_) ptr_->destroy();
        ptr_ = other.ptr_ ? other.ptr_->clone() : nullptr;
    }
    return *this;
}

my_any& operator=(my_any&& other) noexcept {
    if (this != &other) {
        if (ptr_) ptr_->destroy();
        ptr_ = other.ptr_;
        other.ptr_ = nullptr;
    }
    return *this;
}

bool has_value() const { return ptr_ != nullptr; }

const std::type_info& type() const { 
    return ptr_ ? ptr_->type() : typeid(void); 
}

templatezuojiankuohaophpcntypename Tyoujiankuohaophpcn
T& get() & {
    if (!ptr_ || ptr_->type() != typeid(T))
        throw std::bad_cast();
    return static_castzuojiankuohaophpcnholderzuojiankuohaophpcnTyoujiankuohaophpcn*youjiankuohaophpcn(ptr_)->value;
}

templatezuojiankuohaophpcntypename Tyoujiankuohaophpcn
const T& get() const& {
    if (!ptr_ || ptr_->type() != typeid(T))
        throw std::bad_cast();
    return static_castzuojiankuohaophpcnholderzuojiankuohaophpcnTyoujiankuohaophpcn const*youjiankuohaophpcn(ptr_)->value;
}
};
使用示例
验证它能存、取、拷贝、移动不同类型：

							

								
								

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int main() {
    my_any a = 42;
    std::cout << a.get() << "\n"; // 42
a = std::string("hello");
std::cout << a.getzuojiankuohaophpcnstd::stringyoujiankuohaophpcn() << "\n"; // hello

my_any b = a; // 拷贝构造
std::cout << b.getzuojiankuohaophpcnstd::stringyoujiankuohaophpcn() << "\n"; // hello

my_any c = std::move(a);
std::cout << c.getzuojiankuohaophpcnstd::stringyoujiankuohaophpcn() << "\n"; // hello
// a now empty — no crash on access
try {
    a.getzuojiankuohaophpcnstd::stringyoujiankuohaophpcn();
} catch (const std::bad_cast&) {
    std::cout << "a is empty or wrong type\n";
}

return 0;
}
关键点说明
这个简化版抓住了 std::any 的本质机制：

所有类型擦除都靠 virtual 接口统一行为（clone/destroy/type）
模板 holder 在编译期为每种类型生成专属实现，避免运行时泛型开销

get 做运行时类型检查（typeid 对比），失败抛异常，不崩溃
没有支持 std::any_cast 风格的指针版本，但加一层封装即可扩展

对比 std::any 的差异
原生 std::any 更健壮：支持小对象优化（SOO）、更严格的 SFINAE 约束、std::any_cast、has_value() 返回 bool 而非空指针判断等。但本实现已覆盖最核心能力——类型擦除 + 安全访问 + RAII 管理，适合教学、嵌入式裁剪或理解原理。