C++ std::optional关键字

‌std::optiona‌是C++17标准库中引入的一个模板类，用于表示一个值可能存在也可能不存在的情况。它属于头文件。std::optional的主要目的是避免使用特殊的标志值（如空指针或魔法数）来表示缺少值，而是通过封装一个可选值，提供了一种更加类型安全和表达性强的方式来处理可能缺失的值‌。

基本用法

std::optional的基本用法非常简单。例如，可以定义一个函数返回一个std::optional类型，当某些条件不满足时返回std::nullopt来表示值的缺失。在调用者端，可以通过if语句检查std::optional对象是否包含值，如果包含值，可以使用*运算符解引用获取实际值‌。

主要特性和使用场景

1. ‌类型安全‌：std::optional提供了类型安全的方式来处理可能缺失的值，避免了使用裸指针或特殊的标志值，增加了代码的健壮性和可读性‌12。
2. ‌初始化‌：可以通过直接赋值、使用构造函数或std::nullopt来初始化std::optional对象‌2。
3. ‌判断是否有值‌：可以使用has_value()方法检查std::optional是否包含一个有效的值，或者直接通过if语句判断（因为重载了operator bool）‌。
4. ‌访问值‌：可以使用value()方法获取存储的值，如果没有值则会抛出std::bad_optional_access异常。也可以使用value_or(T&& default_value)方法在没有值的情况下返回一个默认值‌。
5. ‌赋值和重置‌：可以通过赋值来更新值，也可以使用reset()方法清除存储的值‌。

示例代码

以下是一个使用std::optional的示例代码：

#include <iostream>
#include <optional>

std::optional<int> findValue(bool found) {
    if (found) {
        return 42; // 返回一个值
    } else {
        return std::nullopt; // 返回无值状态
    }
}

int main() {
    std::optional<int> opt = findValue(true);
    if (opt.has_value()) {
        std::cout << "Value: " << opt.value() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "No value found." << std::endl;
    }
    return 0;
}
    

在这个示例中，findValue函数返回一个std::optional<int>，根据条件返回一个整数值或无值状态。通过检查opt是否包含值，可以安全地获取或处理这个值‌。