std::variant是C++17引入的类型安全联合体，本质区别于union：它运行时记录类型索引、自动管理构造/析构，禁止非法访问；而union无类型跟踪、不调用生命周期函数，易致未定义行为。
std::variant 是什么，和 union 有什么本质区别
std::variant 是 C++17 引入的类型安全联合体，它不是 union 的语法糖，而是完全不同的机制：它在运行时记录当前持有的类型（通过内部索引或 type-erased tag），并禁止非法访问。原始 union 不跟踪类型、不调用构造/析构函数，容易导致未定义行为；而 std::variant 自动管理生命周期，访问前可检查状态。
- 如果你试图用
std::get<int>(v)访问一个实际存着double的std::variant<int, double>，程序会抛出std::bad_variant_access -
std::variant要求所有备选类型都是可构造、可析构的（不能是抽象类或带删除构造函数的类型） - 它不支持引用类型作为备选项（
std::variant<int&>非法），但可以用std::reference_wrapper替代
怎么安全地读取 std::variant 中的值
最常用的是 std::visit —— 它强制你覆盖所有可能类型，避免漏处理。比反复用 std::holds_alternative + std::get 更健壮、更易维护。
std::variant<int, std::string, double> v = 3.14;
std::visit([](const auto& x) {
using T = std::decay_t<decltype(x)>;
if constexpr (std::is_same_v<T, int>) {
std::cout << "int: " << x << "\n";
} else if constexpr (std::is_same_v<T, std::string>) {
std::cout << "string: " << x << "\n";
} else if constexpr (std::is_same_v<T, double>) {
std::cout << "double: " << x << "\n";
}
}, v);
- 使用
std::get<T>(v)前必须确保v.index() == std::variant_alternative_t<T, decltype(v)>成立，否则抛异常 -
std::get_if<T>(v)返回T*，空指针表示当前不持有该类型，适合条件分支 -
std::holds_alternative<T>(v)是类型检查的首选，但仅作判断，不提供访问
std::variant 的默认构造和初始化陷阱
std::variant 默认构造时，只对第一个备选类型调用默认构造。如果首类型不可默认构造（比如 std::variant<std::string, int> 没问题，但 std::variant<NonDefaultConstructible, int> 编译失败），整个 variant 就无法默认构造。
- 初始化时尽量显式指定类型：
std::variant<int, std::string> v{std::in_place_type<std::string>, "hello"} - 或用
std::make_variant_alternative（C++20）简化构造 - 不要依赖隐式转换来初始化：
std::variant<int, double> v = 42;是合法的（转成int），但std::variant<std::string, int> v = "abc";会失败——字符串字面量不会自动转std::string，除非加括号或用花括号初始化
性能和内存布局需要注意什么
std::variant 的大小至少等于最大备选类型的大小，再加少量额外空间（通常 1–2 字节）存索引。它不共享内存，也不做堆分配 —— 所有内容都在栈上连续布局。
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- 如果某个备选类型很大（比如含数百字节的结构体），整个
std::variant就会变大，影响缓存局部性 - 移动语义有效：移动一个
std::variant会移动其内部值（如果该类型支持移动） -
std::monostate可作为“空状态”占位符，让 variant 支持“未初始化”语义，例如std::variant<std::monostate, int, std::string>
std::variant 的类型安全不是免费的：每次访问都要查索引、每次赋值都可能触发旧值析构+新值构造。真正在意极致性能且能保证类型切换逻辑绝对可控时，原始 union + 手动生命周期管理仍是可行选择 —— 但绝大多数场景，std::variant 的安全收益远大于那点开销。
