std::optional 是 C++17 引入的可选值类型，用于明确表达对象可能不存在，替代裸指针或哨兵值，编译期检查“有/无”状态，支持安全取值（如 if(opt) 或 value_or）、零开销抽象，但不可用于引用或不满足可析构/可构造要求的类型。
std::optional 是 C++17 引入的“可选值”类型，核心用途就是**明确表达一个对象可能不存在**——尤其适合替代裸指针、特殊哨兵值（如 -1、nullptr）或布尔配对标志来表示“无返回值”的场景。
为什么不用 nullptr 或 -1？
用 nullptr 要求返回类型是指针，会强制堆分配或生命周期管理；用 -1 等哨兵值依赖约定，且不适用于所有类型（比如 std::string 或自定义结构体没法天然定义“无效值”）。std::optional 把“有/无”状态封装进类型系统，编译期可检查，语义清晰。
常见错误现象：
- 函数返回 int，但用 -1 表示“找不到”，调用方忘记检查就直接计算，导致逻辑错误；
- 返回 const std::string&，内部临时对象已析构，返回悬垂引用。
- 使用
std::optional后，调用方必须显式处理“空”的情况（否则编译报错或运行时断言） - 它不改变
T的存储方式：若T可默认构造且无异常，std::optional通常内联存储，无额外堆分配 - 注意：不能用于引用类型（
std::optional不合法），也不能用于不满足Destructible和CopyConstructible（或MoveConstructible）要求的类型
怎么安全地取值？别直接用 .value()
.value() 在无值时抛出 std::bad_optional_access，等价于“信任调用方已检查”，不是防御性写法。真正安全的路径是先判断再取，或用提供默认值的方式。
- 检查是否存在：
if (opt.has_value()) { use(opt.value()); }或更惯用的if (opt) { use(*opt); } - 带默认值取值：
int x = opt.value_or(42);—— 若opt为空，返回42；注意42必须能隐式转换为T - 避免解引用空 optional：
*opt和opt->member都要求opt有值，否则未定义行为（多数实现会断言）
典型使用场景：查找、解析、工厂函数
比如从 map 查 key、解析字符串为整数、创建资源句柄等，天然存在“失败即无结果”的语义。
立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；
std::optionalstring_to_int(const std::string& s) { try { return std::stoi(s); } catch (const std::exception&) { return std::nullopt; // 显式表示“无有效整数” } } // 调用侧 auto result = string_to_int("abc"); if (result) { std::cout << "Parsed: " << *result << "\n"; } else { std::cout << "Invalid input\n"; }
另一个关键点：std::nullopt 是字面量，用于构造空 std::optional；不要写 std::optional（虽然等价，但可读性差）。
性能与兼容性要注意什么？
绝大多数情况下，std::optional 零开销抽象：它和 T 占用相同内存（加 1 字节对齐填充），构造/析构成本也基本等同于 T 自身。但有两个易忽略点：
- 移动语义：若
T移动构造可能抛异常，std::optional的移动构造也会抛，影响容器操作（如std::vector<:optional>>::resize） - 模板实例化膨胀：每个
T都会生成一份std::optional实现，对编译时间和二进制体积有轻微影响 - 不支持聚合初始化（C++20 起部分放宽），想初始化含多个成员的 struct，得显式调用构造函数或用
std::make_optional
最常被跳过的细节：把 std::optional 当作函数参数传值时，如果只是想“观察是否为空”，应传 const std::optional，避免不必要的拷贝（尤其是 T 较大时）。
