std::any 解决类型不确定性的利器

程序员的园

发布于 2024-07-18 13:30:26

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发布于 2024-07-18 13:30:26

背景

C++是一种强类型的语言。要求变量和表达式的类型在编译时必须能够确定。但是也经常会遇到需要处理不确定类型的情况。如函数需要可以接受任意类型的参数，或者在一个容器中存储各种类型的对象，以往可以通过指针和模板来解决，但是这些方法存在代码冗长、可读性差等问题。而 C++17 引入的 std::any 类模板则提供了一种更加优雅和方便的解决方案。如下示例代码展示了在vector中存储不同类型的值。

void  using_any_in_vec() {
    std::vector<std::any> vec;


    vec.push_back(42);
    vec.push_back("hello");
    vec.push_back(3.14);
    
    for (constauto& item : vec) {
        if (item.type() == typeid(int)) {
            std::cout << "Integer value: " << std::any_cast<int>(item) << std::endl;
        }
        elseif (item.type() == typeid(constchar*)) {
            std::cout << "String value: " << std::any_cast<constchar*>(item) << std::endl;
        }
        elseif (item.type() == typeid(double)) {
            std::cout << "Double value: " << std::any_cast<double>(item) << std::endl;
        }
    }
}

std::any<T>是一个类模板，用于存储任意可拷贝构造的单个的对象。如基本类型、自定义类型（可拷贝）、甚至是函数对象等。std::any也存在含值和不含值两个状态，此处同std::optional一样，。

用法

std::any的用法

class C
{
public:
    C(intc):m_c{c}{}
    C(constC&)=delete;
private:
    int m_c{0};
};


voidusing_any()
{
    //创建对象
    std::any value1;
    std::any value2= std::make_any<int>(30);
    std::any value3= value2;
    std::any value4 = 99;
    std::any value5 = "hello world";
    value5.emplace<std::string>("China");//！
    std::cout << sizeof(value1) << "\t" <<sizeof(value2)<<"\t"<< sizeof(value3) << "\t" << sizeof(value4) << "\t" << sizeof(value5) << "\n" ;


    //std::any value6 = std::make_any<C>(10);//error


    //判断是否含值
    if (value2.has_value())//有值
    {
        //通过指针转换后的指针是否为空来判断是否存在指定类型的值
        if (constauto p = std::any_cast<int>(&value2))
        {
            std::cout << "Integer value: " << *p << std::endl;
        }


        //通过与指定类型的typeid做对比，判断是否存在指定类型的值
        if (value2.type() == typeid(int)) {
            std::cout << "Integer value: " << std::any_cast<int>(value2) << std::endl;
        }


        try
        {
            //类型不匹配时会触发异常std::bad_any_cast
            auto d = std::any_cast<double>(value2);
        }
        catch (conststd::bad_any_cast& e)
        {
            std::cout<<"value2 is not double type value";
        }


    }
    else
    {
        std::cout<<"value2 do not contians value \n";
    }


    //交换两个值
    value4 = value5;
    value3.swap(value4);


    //清空值/重置
    value3.reset();
}

如上代码涵盖到了std::any对象的构造、赋值、拷贝、取值、转换和异常处理。

注意

std::any在进行any_cast转换时，如果类型不匹配会触发异常，在进行any_cast转换前，需要先判断是否存在指定类型的值，存在使用指针和使用typeid两种方法，见示例代码。
std::any含有的值必须是可拷贝的，否则会编译报错。
std::any作为类模板可以存在任意类型，提供了使用便利性，但其具有内存占用大的弊端。经测试any占用40个字节，是int的10倍。

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原始发表：2024-04-18，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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