c++的std::any和std::variant有何不同？ (类型安全联合体)

冰火之心

发布时间：2026-01-23 12:34:02

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应优先用std::variant实现类型安全联合体，因其编译期限定类型、零成本访问；std::any适用于运行时未知类型的泛化场景，但有运行时开销和不安全转换。

c++的std::any和std::variant有何不同？ (类型安全联合体)

std::any 和 std::variant 都不是“联合体”，但常被误称为类型安全联合体

它们根本不是 union 的替代品：std::any 可存任意类型（运行时擦除），std::variant 是编译期限定的类型列表（类似增强版 union）。真想用类型安全联合体，该用 std::variant；想存“不知道什么类型”的值，才选 std::any。

std::variant 要求编译期明确所有可能类型，std::any 不要求

std::variant 的类型集合必须在模板参数中写死，比如 std::variant。一旦定义，就不能塞入 bool 或 std::vector —— 编译直接报错。std::any 没这限制，任何可复制类型都能塞进去，但代价是：运行时类型检查、无访问优化、无法静态推导行为。

std::variant v = 42; ✅
v = std::string("hi"); ❌ 编译失败（std::string 不在类型列表中）
std::any a = 42; a = std::string("hi"); ✅ 全部合法

访问方式完全不同：variant 用 visit 或 get，any 用 any_cast

std::variant 访问必须处理所有可能分支（否则 std::visit 可能抛 std::bad_variant_access），而 std::any 的 any_cast 是不安全的 C 风格强制转换：类型不匹配就抛 std::bad_any_cast，且无法像 std::visit 那样做模式匹配。

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std::variant v = "hello";
std::visit([](const auto& x) {
    using T = std::decay_t;
    if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "int: " << x;
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "string: " << x;
    }
}, v);

std::any a = 3.14;
double d = std::any_cast(a); // OK
int i = std::any_cast(a); // 抛 std::bad_any_cast

性能和内存开销差异显著

std::variant 通常只比最大类型多几个字节（用于存储当前索引），访问是零成本抽象；std::any 至少含一个指针 + 类型信息，小对象也可能堆分配（取决于实现），每次 any_cast 都要运行时比较 type_info。

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对性能敏感、类型集合固定 → 优先用 std::variant
需要泛化容器（如配置项、插件接口传参）、类型完全动态 → 才考虑 std::any
二者都不该用来替代 union 或 void* 做底层数据搬运

真正容易忽略的是：两者都**不支持不完整类型**，也不能持有引用或数组类型（std::variant 非法），更不能直接序列化——这些边界条件往往在跨模块传递时突然暴露。

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