C++17 STL Стандартная библиотека шаблонов

Обратите внимание: any_cast(x) возвращает копию внутреннего значения. Если нужно получить ссылку, чтобы избежать копирования сложных объектов, то следует использовать конструкцию any_cast(x). Именно это мы и сделали, когда получали доступ к объектам типа string или list в коде данного раздела.

  Если мы преобразуем экземпляр к неправильному типу, будет сгенерировано исключение std::bad_any_cast.

Хранение разных типов с применением std::variant

В языке С++ для создания типов можно использовать не только примитивы struct и class. Если нужно выразить, что какие-то переменные могут содержать значения типа А либо значения типа В (или C, или любого другого), то на помощь придут объединения. Проблема с объединениями заключается в том, что они не могут сказать, для хранения каких типов были инициализированы.

Рассмотрим следующий код:

union U {

  int a;

  char *b;

  float c;

};

void func(U u) { std::cout << u.b << '\n'; }

Допустим, мы вызовем функцию func для объединения, которое было инициализировано так, чтобы хранить в нем целое число в члене a. Тогда ничто не помешает нам получить доступ к нему так, как если бы оно было инициализировано способом, позволяющим хранить в нем указатель на строку в члене b. Из подобного кода могут появиться самые разнообразные ошибки. Прежде чем мы поместим в наше объединение вспомогательную переменную, которая скажет нам, для чего оно было инициализировано, можем воспользоваться типом std::variant, появившимся в C++17.

Тип variant, по сути, представляет собой обновленную версию типа union. Он не использует кучу, поэтому настолько же эффективно задействует память и время, как и решение, основанное на объединениях, так что нам нет нужды реализовывать его самостоятельно. Тип может хранить все что угодно, кроме ссылок массивов или объектов типа void.

В этом разделе мы создадим программу, которая задействует тип variant.

Как это делается

В этом примере мы реализуем программу, которая уже знакома с типами cat и dog и сохраняет смешанный список экземпляров обоих типов, не используя полиморфизм.

1. Сначала включим все необходимые заголовочные файлы и объявим об использовании пространства имен std:

#include

#include

#include

#include

#include 

using namespace std;

2. Далее реализуем два класса, имеющих схожий инструментарий, но не связанных друг с другом, что отличает их от классов, которые, скажем, наследуют от одного интерфейса или похожих интерфейсов. Первый класс — это класс cat. Объект класса cat имеет имя и может сказать «мяу» (meow):

class cat {

  string name;

public:

  cat(string n) : name{n} {}

  void meow() const {

    cout << name << " says Meow!\n";

  }

};

3. Второй класс — это класс dog. Объект класса dog, конечно, может сказать не «мяу», а «гав» (woof):

class dog {

  string name;

public:

  dog(string n) : name{n} {}

  void woof() const {

    cout << name << " says Woof!\n";

  }

};

4. Теперь можно определить тип animal, он будет представлять собой псевдоним типа std::variant. По сути, он работает как старое доброе объединение, но имеет все дополнительные средства, предоставленные типом variant:

using animal = variant;

5. Прежде чем писать основную программу, нужно реализовать два вспомогательных элемента. Одним из них является предикат animal. Вызвав is_type(...) или is_type(...), можно определить, какого типа данные содержатся в экземпляре типа animal. Реализация просто вызывает функцию holds_alternative, которая, по сути, является обобщенной функцией-предикатом для типа variant:

template

bool is_type(const animal &a) {

  return holds_alternative(a);

}

6. Вторым вспомогательным элементом является структура, которая ведет себя как объект функции. Это двойной объект функции, поскольку он дважды реализует оператор (). Одна из реализаций — перегруженная версия, принимающая экземпляры типа dog, вторая же принимает экземпляры типа cat. Для этих типов она просто вызывает функции woof или meow:

struct animal_voice

{

  void operator()(const dog &d) const { d.woof(); }

  void operator()(const cat &c) const { c.meow(); }

};

7. Воспользуемся результатами нашего труда. Сначала определим список переменных типа animal и заполним его экземплярами типов cat и dog:

int main()

{