嘿嘿，亲爱的C++程序员朋友们！👋 我是 everystep，今天想和大家分享一个超级有趣的新伙伴 - std::variant！这位"百变星君"可是C++17派来的神秘特工呢！✨🎉
你知道吗？在C++的世界里，variant就像是一个会变魔术的小精灵 🧚♂️✨。它不仅继承了union那种"一个萝卜一个坑"的神奇本领，还自带了一身防护服！🛡️ 想想看，以前用union的时候，我们总是提心吊胆，生怕一不小心就把int当成了float来用 😱。但是有了variant这个贴心小助手，你再也不用担心啦！它会像一个尽职尽责的保镖一样，帮你看护好每一个类型 🛡️🤖。
variant 定义
std::variant 🌟这位小可爱是 C++17 派来的特派员，它的使命是要替代那个有点不太靠谱的老前辈 union 呢～🎉
它的"身份证"长这样：🆔✨
template<class... Types> class variant;哎呀，看起来好像有点复杂？别担心！其实它就像是一个会变身的超级英雄 🦸♂️✨，可以变成我们指定的任何一种类型。比如说：🎭
std::variant<int, std::string, double> v; // 刚出生时是个小int(0) 👶
v = "我要变身！"; // 噗～变成字符串啦！✨
v = 3.14; // 再变！这次是小数啦！🎭不过这位小英雄也是有些小规矩的哦～首先，它不喜欢引用📛、数组📦和 void 🌀这些"奇怪的东西"。但是！它特别喜欢和相同的类型做朋友👯，所以 std::variant<int, int> 也是可以的呢！（虽然看起来有点傻傻的 🤪）
最神奇的是，这位小英雄有着超强的安全意识 🛡️！它每时每刻都会确保自己只变成一种允许的类型🔒，绝对不会让自己处于一个"不明不白"的状态。就像是一个特别认真的安保人员👮♂️，时刻保护着我们的代码安全！
啊，对了！它刚出生的时候总是会变成第一个类型的样子（就像上面例子中的 int）。这就好比是它的"婴儿形态"👶，多可爱呀！🍼
有了这位小英雄的帮助，我们再也不用担心类型转换的安全问题啦！它就像是一个会自我保护的百变小精灵🧚♂️，让我们的代码世界变得更加安全又有趣！✨
让我们一起和这位可爱的 variant 小英雄成为好朋友吧！🌈🤗
variant 的绝技大放送
让我们来看看我们的 variant 大魔术师都会些什么绝招吧！✨
首先呢，这位魔术师出生的时候就带着各种神奇的本领 🎩。它可以空手出现（默认构造），也可以直接变身成任何允许的类型（带参构造）。当它功成身退时，还会把自己收拾得干干净净（析构函数），真是个讲究的小家伙呢！
std::variant<int, std::string> v; // 空手出现，默认是 int 哦～
std::variant<int, std::string> v2(42); // 直接以 int 形态登场！有时候啊，我们的小魔术师会玩"猜猜我是谁"的游戏 🤔。通过 index() 这个小法术，你随时都能知道它现在是什么形态：
std::variant<int, std::string, double> v = "魔法时刻";
std::cout << v.index(); // 输出 1，因为 string 是第二个类型（从0开始数哦）哦！这位小魔术师还有个有趣的特技 - valueless_by_exception() 🎪！虽然很少见，但有时候它可能会遇到一些特别特别罕见的情况，比如变形失败啦。这时候它就会告诉我们："抱歉，我现在有点迷失自我..." 😅
想要让它快速变身？emplace() 就是你的好帮手！就像变魔术一样，不需要中间过程，直接就能变成新的形态：
std::variant<std::string, int> v = "原来是字符串";
v.emplace<1>(42); // 噗～一下子就变成整数啦！有时候两个 variant 小魔术师想要交换位置？那就来个 swap() 吧！就像两个魔术师在舞台上华丽地交换位置一样优雅 💃：
std::variant<int, std::string> v1 = 42;
std::variant<int, std::string> v2 = "魔法交换";
v1.swap(v2); // 哗～位置互换！最后要说的是即将在 C++26 中加入的新绝技 visit() 🎯！这简直就像是魔术师的终极表演🎩，能让我们优雅地处理 variant 中的任何类型✨。不过现在我们已经可以用非成员函数版本的 visit 来玩耍啦～🎉
看看，我们的 variant 是不是特别厉害呀？它不仅会变魔术🎭，还特别注重安全🛡️，绝对不会让危险的类型转换悄悄溜进来！🕵️♂️ 有了这些绝技加持，写代码简直就像变魔术一样有趣呢！🎆✨
记住哦，variant 的每一个小技能都是为了让我们的代码更安全🛡️、更优雅💃、更快乐😄！让我们一起享受这场 C++ 的魔法盛宴吧！🎪✨
variant 的好朋友们 - 非成员函数
哎呀，各位小可爱们，我们刚才聊了这么多 variant 的个人技能，现在该说说它的好朋友们啦！🤝✨ 这些非成员函数就像是 variant 的专属助手团，随时准备帮忙解决各种问题呢！💪🌟
首先登场的是万能的 visit() 小助手 🎭🎉！它就像是一个超级翻译官🗣️，能够理解 variant 的每一种状态。无论 variant 变成什么形态，visit 都能优雅地处理🧙♂️：
std::variant<int, std::string> v = "魔法时刻";
std::visit([](const auto& x) {
std::cout << "哇！我发现了：" << x << std::endl;
}, v);接下来是我们的福尔摩斯 - holds_alternative() 🕵️♂️🔍！它可以帮我们破案🕵️♀️，查明 variant 当前是不是某个特定类型🔎：
std::variant<int, std::string> v = 42;
if(std::holds_alternative<int>(v)) {
std::cout << "啊哈！果然是个整数！" << std::endl;
} // 聪明的侦探永远猜对～ 🕵️♂️然后是勇敢的探险家兄弟 get() 和 get_if() 🗺️🌟！他们可以直接潜入 variant 内部，把里面的值取出来 🏃♂️💨。不过 get() 比较莽撞 🤪，如果类型不对就会抛出异常 💥；而 get_if() 则更谨慎一些 🤔，会先看看情况 👀：
std::variant<int, std::string> v = 42;
try {
std::cout << std::get<int>(v) << std::endl; // get() 大胆地直接冲进去
auto* ptr = std::get_if<std::string>(&v); // get_if() 会先侦查一下
if(ptr) std::cout << *ptr << std::endl; // 安全第一哦～
} catch(const std::bad_variant_access& e) {
std::cout << "哎呀，走错房间啦！" << std::endl; // 被抓包啦！🚔
}比较运算符们则是一群可爱的小裁判 ⚖️👩⚖️👨⚖️！它们负责判断两个 variant 谁大谁小📏：
std::variant<int, std::string> v1 = 42;
std::variant<int, std::string> v2 = "魔法";
bool result = v1 < v2; // 小裁判们开始比较啦！🏁最后要说的是神奇的 std::swap 特化版本 🔄，它就像是一个变魔术的老师，可以让两个 variant 瞬间交换位置：
std::variant<int, std::string> v1 = 42;
std::variant<int, std::string> v2 = "魔法交换";
std::swap(v1, v2); // 嗖～位置互换！✨看看，这些好朋友们多么可爱又有用啊！🌟 它们和 variant 一起组成了一个超级温暖的小团队，随时准备解决各种各样的问题。有了这些好朋友的帮助，处理 variant 简直就像在魔法世界里玩耍一样轻松愉快！🎪✨
variant 的神奇小伙伴们 - 辅助类型
嘿嘿,各位小可爱们,我们来认识一下 variant 的几个神奇小伙伴吧! 🌈 这些小伙伴们虽然默默无闻,但都是 variant 大家庭里不可或缺的成员呢~
首先登场的是害羞的 monostate 小朋友 🙈! 它就像是一个"占位符",当你需要一个 variant 的某个类型可以默认构造,但原本的类型不支持默认构造时,就可以请它来帮忙啦:
class NoDefault {
NoDefault() = delete; // 这个类不能默认构造哦~
public:
explicit NoDefault(int n) {}
};
// 有了 monostate,variant 就可以默认构造啦!
std::variant<std::monostate, NoDefault> v; // 默认是 monostate然后是严肃的 bad_variant_access 警长 👮♂️! 当你试图用错误的方式访问 variant 时,它就会跳出来制止你:
std::variant<int, std::string> v = 42;
try {
std::get<std::string>(v); // 糟糕!类型不匹配!
} catch(const std::bad_variant_access& e) {
std::cout << "警长说: " << e.what() << " 🚨" << std::endl;
}还有一对双胞胎侦探 - variant_size 和 variant_alternative 🕵️♂️🕵️♀️! 它们能告诉你 variant 里藏了多少种类型,以及每个位置藏的是什么类型:
using MyVariant = std::variant<int, std::string, double>;
constexpr std::size_t size = std::variant_size_v<MyVariant>; // 是3个哦!
using SecondType = std::variant_alternative_t<1, MyVariant>; // 是string呢!哦对了,还有一个神秘数字 variant_npos 📍! 它就像是 variant 世界里的"-1",表示"啊呀,这里什么都没有呢~":
std::variant<int, std::string> v;
// 在某些特殊情况下...
if(v.index() == std::variant_npos) {
std::cout << "咦?variant 好像迷路了呢~ 😅" << std::endl;
}最后要说的是 variant 的专属算命师 - std::hash 特化版本 🔮! 它可以为 variant 算出独一无二的命运数字:
std::variant<int, std::string> v = "福气";
std::size_t hash_value = std::hash<decltype(v)>{}(v); // 算命时间到! ✨看看,这些可爱的小伙伴们是不是都很有趣呀? 🌟 它们和 variant 一起组成了一个温暖的小家庭,互相帮助,让我们的代码世界变得更加丰富多彩! 记住要善待这些小可爱们哦~ 🎪✨
variant 的番外小故事
嘿嘿,小伙伴们,今天让我们来听听关于 variant 的一些有趣小故事吧! 🎪
首先是它的"身份证" - 特性测试宏 __cpp_lib_variant 📝。每当你想确认编译器是否支持这位小可爱时,就可以问问它的身份证号啦~就像这样:
#ifdef __cpp_lib_variant
std::cout << "variant 向你挥手打招呼啦! 👋" << std::endl;
#else
std::cout << "啊哦,variant 还在路上呢~ 🚗" << std::endl;
#endif说到 variant 啊,它还有两个超级要好的闺蜜 - std::optional 和 std::any 👯♀️! optional 就像是一个神秘的礼物盒,里面可能有惊喜,也可能什么都没有;而 any 则是个百宝箱,可以往里面放任何东西! 它们仨经常一起出现在代码的聚会上呢~
std::optional<int> opt = 42; // 礼物盒里有个数字! 🎁
std::any magical_box = "惊喜"; // 百宝箱里装着字符串! 🗝️
std::variant<int, std::string> v; // variant 则是个变形金刚! 🤖哦对啦,variant 虽然很厉害,但它也有些小烦恼呢 😅。比如说,有时候在类型转换的时候会遇到一些小麻烦。不过别担心,C++ 委员会的大神们都在努力帮它解决这些问题呢! 就像父母关心孩子一样,他们会在每个缺陷报告中认真记录和解决这些小问题 💝。
有趣的是,variant 和它的好朋友们组成了 C++17 的"多态三剑客" ⚔️! 它们一起为我们带来了更安全、更灵活的类型系统。如果说 variant 是变形金刚,那 optional 就是魔法礼物盒,any 则是哆啦A梦的四次元口袋,各有各的本领呢!
所以啊,下次当你在代码世界里遇到需要处理多种类型的场景时,不妨叫上这三个小伙伴一起来帮忙。它们一定会让你的代码之旅变得更加有趣又安全! 🌈✨
记住我们的口号："variant 变变变,optional 藏藏藏,any 装装装,C++ 越来越强!" 🎵 让我们一起在代码的海洋里快乐遨游吧!
