C++如何使用std::variant存储不同类型的值_C++ std::variant使用方法

std::variant是C++17引入的类型安全联合体，可存储多种类型之一，需通过std::get、std::get_if或std::visit安全访问，支持类型检查与多态操作，避免了传统union的风险。

在C++17中引入的std::variant提供了一种类型安全的方式来存储多种不同类型中的某一个值。它属于头文件，是“变体类型”，可以看作是加强版的union，但具有类型安全和自动管理的能力。

如何定义和初始化std::variant

std::variant是一个模板类，接受多个类型作为模板参数。它在同一时刻只能保存其中一个类型的值。

定义一个可以保存int、double或std::string的variant：

#include 
#include 
std::variant v;

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初始化方式有多种：

• 默认构造：v会持有第一个类型的默认值（如int(0)）
• 直接赋值：v = 3.14; 或 v = "hello";
• 构造时指定：std::variant w{"world"};

访问variant中的值

不能直接解引用variant获取值，必须使用正确的方法来访问内容。

1. 使用std::get

通过类型或索引获取值，但若类型不匹配会抛出std::bad_variant_access异常。

v = 42;
int value = std::get(v);  // 正确
// std::get(v);         // 抛出异常

2. 使用std::get_if

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安全获取指针，推荐用于判断类型是否匹配。

if (auto* p = std::get_if(&v)) {
    std::cout << "int: " << *p << std::endl;
} else if (auto* p = std::get_if(&v)) {
    std::cout << "string: " << *p << std::endl;
}

使用std::visit处理多种类型

最强大的功能是结合lambda和std::visit，实现类型安全的多态操作。

例如，打印variant中的任意值：

std::visit([](const auto& value) {
    std::cout << value << std::endl;
}, v);

也可以写多个lambda处理不同情况：

std::visit([&](const auto& arg) {
    using T = std::decay_t;
    if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "整数: " << arg << std::endl;
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "浮点数: " << arg << std::endl;
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "字符串: " << arg << std::endl;
    }
}, v);

检查当前持有的类型

可以使用index()方法查看当前保存的是第几个类型（从0开始）。

std::variant v = 3.14;
std::cout << v.index();  // 输出1，因为double是第二个类型

如果想判断是否为空（虽然variant不会为空），注意：variant总是持有一个有效值，除非你显式放入std::monostate作为占位。

比如定义一个可能“空”的variant：

std::variant maybe_value;
if (maybe_value.index() == 0) {
    std::cout << "当前为空状态" << std::endl;
}

基本上就这些。std::variant适合替代C风格union或void*，让代码更安全清晰。