C++17之std::visit的具體使用

更新時(shí)間：2022年02月07日 09:47:47 作者：云洞

本文主要介紹了C++17之std::visit的具體使用，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

1. 使用對(duì)象函數(shù)方式訪問

例1：

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
 
struct MyVisitor
{
    void operator()(double d) const {
        std::cout << d << '\n';
    }
    void operator()(int i) const {
        std::cout << i << '\n';
    }
    void operator()(const std::string& s) const {
        std::cout << s << '\n';
}
};
int main()
{
    std::variant<int, double, std::string> var1(42), var2(3.14), var3("visit");
 
    std::visit(MyVisitor(), var1); // calls operator() for matching int type
 
    std::visit(MyVisitor(), var2); // calls operator() for matching double type
 
    std::visit(MyVisitor(), var3); // calls operator() for matching std::string type
 
    return 0;
}

結(jié)果如下：

如果操作符()不支持所有可能的類型，或者調(diào)用不明確，則visit()調(diào)用是編譯時(shí)錯(cuò)誤。還可以使用訪問者修改當(dāng)前類型的值(但不能分配新類型的值)。

例2：

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
 
struct Twice
{
    void operator()(double& d) const {
        d *= 2;
    }
    void operator()(int& i) const {
        i *= 2;
    }
    void operator()(std::string& s) const {
        s = s + s;
    }
};
 
int main()
{
    std::variant<int, double, std::string> var1(42), var2(3.14), var3("visit");
 
    std::visit(Twice(), var1); // calls operator() for matching int type
 
    std::visit(Twice(), var2); // calls operator() for matching double type
 
    std::visit(Twice(), var3); // calls operator() for matching std::string type
 
    std::cout << std::get<int>(var1) << std::endl;
    std::cout << std::get<double>(var2) << std::endl;
    std::cout << std::get<std::string>(var3) << std::endl;
 
    return 0;
}

結(jié)果如下：

注意，對(duì)象操作符應(yīng)該為const函數(shù)，因?yàn)樗鼈兪菬o狀態(tài)的(它們不改變它們的行為，只改變傳遞的值，即不改變成員變量的值)。

2. 使用泛型Lambdas訪問

使用這個(gè)特性最簡(jiǎn)單的方法是使用泛型lambda，它是一個(gè)函數(shù)對(duì)象，用于任意類型:

例3：

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
 
auto printvariant = [](const auto& val) 
{
    std::cout << val << std::endl;
};
 
int main()
{
    std::variant<int, double, std::string> var1(42), var2(3.14), var3("visit");
 
    std::visit(printvariant, var1);
 
    std::visit(printvariant, var2);
 
    std::visit(printvariant, var3);
 
    return 0;
}

結(jié)果如下：

這里，泛型lambda定義了一個(gè)閉包類型，其中函數(shù)調(diào)用操作符作為成員模板:

class CompilerSpecifyClosureTypeName 
{
public:
template<typename T>
auto operator() (const T& val) const 
{
    std::cout << val << '\n';
}
};

也可以使用lambda來修改當(dāng)前選項(xiàng)的值:

例4：

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
 
auto printvariant = [](const auto& val)
{
    std::cout << val << std::endl;
};
 
int main()
{
    std::variant<int, double, std::string> var1(42), var2(3.14), var3("visit");
 
    std::visit([](auto& val) {
        val = val + val;
        },
        var1);
    std::visit([](auto& val) {
        val = val + val;
        },
        var2);
    std::visit([](auto& val) {
        val = val + val;
        },
        var3);
 
    std::visit(printvariant, var1);
    std::visit(printvariant, var2);
    std::visit(printvariant, var3);
 
    return 0;
}

結(jié)果如下：

甚至可以使用編譯時(shí)if語言特性以不同的方式處理不同的備選值：

例5：

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
 
auto dblvar = [](auto& val)
{
    if constexpr (std::is_convertible_v<decltype(val), std::string>)
    {
        val = val + " test";
    }
    else
    {
        val += 2;
    }
};
 
int main()
{
    std::variant<int, double, std::string> var1(42), var2(3.14), var3("visit");
 
    std::visit(dblvar, var1);
    std::visit(dblvar, var2);
    std::visit(dblvar, var3);
 
    std::cout << std::get<int>(var1) << std::endl;
    std::cout << std::get<double>(var2) << std::endl;
    std::cout << std::get<std::string>(var3) << std::endl;
 
    return 0;
}

這里，對(duì)于一個(gè)std::string類型備選項(xiàng)，泛型lambda的調(diào)用實(shí)例化它的泛型函數(shù)調(diào)用模板來計(jì)算:

val = val + “ test”;

而對(duì)于其他類型備選項(xiàng)，如int或double, lambda的調(diào)用實(shí)例化其通用函數(shù)調(diào)用模板來計(jì)算:

val += 2;

結(jié)果如下：

3. 使用重載的Lambdas來訪問

通過為函數(shù)對(duì)象和lambdas使用一個(gè)重載器，還可以定義一組lambdas，其中使用最佳匹配作為訪問者。假設(shè)，重載器定義為重載，如下所示：

template<typename... Ts>
struct overload : Ts...
{
using Ts::operator()...;
};
// base types are deduced from passed arguments:
template<typename... Ts>
overload(Ts...) -> overload<Ts...>;

可以使用重載訪問一個(gè)變量，為每個(gè)選項(xiàng)提供lambdas:

std::variant<int, std::string> var(42);
...
std::visit(overload{ // calls best matching lambda for current alternative
[](int i) { std::cout << "int: " << i << '\n'; },
[](const std::string& s) {
std::cout << "string: " << s << '\n'; },
},
var);

還可以使用泛型lambda。總是用最好的搭配。例如，要修改variant對(duì)象的當(dāng)前類型備選項(xiàng)的值，可以使用重載將字符串和其他類型的值“加倍”：

auto twice = overload{
[](std::string& s) { s += s; },
[](auto& i) { i *= 2; },
};

使用此重載，對(duì)于字符串類型備選項(xiàng)，將添加當(dāng)前值，而對(duì)于所有其他類型，將值乘以2，這演示了variant對(duì)象的以下應(yīng)用程序:

std::variant<int, std::string> var(42);
std::visit(twice, var); // value 42 becomes 84
...
var = "hi";
std::visit(twice, var); // value "hi" becomes "hihi"

例 6：

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
 
template<typename... Ts>
struct overload : Ts...
{
    using Ts::operator()...;
};
 
template<typename... Ts>
overload(Ts...)->overload<Ts...>;
 
auto twice = overload{
        [](std::string& s) { s += s; },
        [](auto& i) { i *= 2; },
};
 
int main()
{
    std::variant<int, std::string> var1(42) , var3("visit");
 
    std::visit(twice, var1);
    std::visit(twice, var3);
    
    std::visit(overload{ // calls best matching lambda for current alternative
        [](int i) { std::cout << "int: " << i << '\n'; },
        [](const std::string& s) {
        std::cout << "string: " << s << '\n'; },
        },
        var1);
    
    std::visit(overload{ // calls best matching lambda for current alternative
       [](int i) { std::cout << "int: " << i << '\n'; },
       [](const std::string& s) {
       std::cout << "string: " << s << '\n'; },
        },
        var3);
    
    return 0;
}

結(jié)果如下：