标准库标头 <variant> (C++17)

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标准库头

语言支持 <cfloat> <climits> <compare> (C++20) <contracts> (C++26) <coroutine> (C++20) <csetjmp> <csignal> <cstdarg> <cstddef> <cstdint> (C++11) <cstdlib> <exception> <initializer_list> (C++11)    <limits> <new> <source_location> (C++20) <stdfloat> (C++23) <typeinfo> <version> (C++20) 概念 <concepts> (C++20) 诊断 <cassert> <cerrno> <debugging> (C++26) <stacktrace> (C++23) <stdexcept> <system_error> (C++11) 内存管理 <memory> <memory_resource> (C++17) <scoped_allocator> (C++11) 元编程 <type_traits> (C++11) <ratio> (C++11)

通用工具 <any> (C++17) <bitset> <bit> (C++20) <charconv> (C++17) <expected> (C++23) <format> (C++20) <functional> <optional> (C++17) <stdbit.h> (C++26) <tuple> (C++11) <typeindex> (C++11) <utility> <variant> (C++17) 容器 <array> (C++11) <deque> <flat_map> (C++23) <flat_set> (C++23) <forward_list> (C++11) <hive> (C++26) <inplace_vector> (C++26)    <list> <map> <mdspan> (C++23) <queue> <set> <span> (C++20) <stack> <unordered_map> (C++11) <unordered_set> (C++11) <vector> 迭代器 <iterator> 范围 <generator> (C++23) <ranges> (C++20)

算法 <algorithm> <numeric> 字符串 <cctype> <cstring> <cuchar> (C++11) <cwchar> <cwctype> <string_view> (C++17) <string> 文本处理 <clocale> <codecvt> (C++11/17/26*) <locale> <regex> (C++11) <text_encoding> (C++26)    cpp/header#数值库数值 <cfenv> (C++11) <cmath> <complex> <linalg> (C++26) <numbers> (C++20) <random> (C++11) <simd> (C++26) <stdckdint.h> (C++26) <valarray> 时间 <chrono> (C++11) <ctime> C 兼容性 <ccomplex> (C++11/17/20*) <ciso646> (C++20 前) <cstdalign> (C++11/17/20*) <cstdbool> (C++11/17/20*) <ctgmath> (C++11/17/20*)

输入/输出 <cinttypes> (C++11) <cstdio> <filesystem> (C++17) <fstream> <iomanip> <iosfwd> <iostream> <ios> <istream> <ostream> <print> (C++23) <spanstream> (C++23) <sstream> <streambuf> <strstream> (C++98/26*) <syncstream> (C++20) 并发支持 <atomic> (C++11) <barrier> (C++20) <condition_variable> (C++11) <future> (C++11) <hazard_pointer> (C++26) <latch> (C++20) <mutex> (C++11) <rcu> (C++26) <semaphore> (C++20) <shared_mutex> (C++14) <stdatomic.h> (C++23) <stop_token> (C++20) <thread> (C++11) 执行支持 <execution> (C++17)

 

此头文件是通用工具库的一部分。

包含
<compare> (C++20)	三路比较运算符支持
类
variant (C++17)	类型安全的可辨识联合体 (类模板)
monostate (C++17)	用作非可默认构造类型的 variant 的首个可选项的占位符类型 (类)
bad_variant_access (C++17)	非法地访问 variant 的值时抛出的异常 (类)
variant_sizevariant_size_v (C++17)	在编译时获得 variant 可选项列表的大小 (类模板) (变量模板)
variant_alternativevariant_alternative_t (C++17)	在编译时获得按索引指定的可选项的类型 (类模板) (别名模板)
std::hash<std::variant> (C++17)	std::variant 的散列支持 (类模板特化)
常量
variant_npos (C++17)	非法状态的 variant 的下标 (常量)
函数
visit (C++17)	以一或多个 variant 所保有的各实参调用所提供的函数对象 (函数模板)
holds_alternative (C++17)	检查某个 variant 是否当前持有某个给定类型 (函数模板)
std::get(std::variant) (C++17)	以给定索引或类型（如果类型唯一）读取 variant 的值，错误时抛出异常 (函数模板)
get_if (C++17)	以给定索引或类型（如果唯一），获得指向被指向的 variant 的值的指针，错误时返回空指针 (函数模板)
operator==operator!=operator<operator<=operator>operator>=operator<=> (C++17)(C++17)(C++17)(C++17)(C++17)(C++17)(C++20)	以所含值比较 variant 对象 (函数模板)
std::swap(std::variant) (C++17)	特化 std::swap 算法 (函数模板)

概要

#include <compare>

namespace std {
  // 类模板 variant
  template<class... Types>
    class variant;

  // variant helper classes
  template<class T> struct variant_size;                        // 不定义
  template<class T> struct variant_size<const T>;
  template<class T>
    inline constexpr size_t variant_size_v = variant_size<T>::value;

  template<class... Types>
    struct variant_size<variant<Types...>>;

  template<size_t I, class T> struct variant_alternative;       // 不定义
  template<size_t I, class T> struct variant_alternative<I, const T>;
  template<size_t I, class T>
    using variant_alternative_t = typename variant_alternative<I, T>::type;

  template<size_t I, class... Types>
    struct variant_alternative<I, variant<Types...>>;

  inline constexpr size_t variant_npos = -1;

  // 值访问
  template<class T, class... Types>
    constexpr bool holds_alternative(const variant<Types...>&) noexcept;

  template<size_t I, class... Types>
    constexpr variant_alternative_t<I, variant<Types...>>& get(variant<Types...>&);
  template<size_t I, class... Types>
    constexpr variant_alternative_t<I, variant<Types...>>&& get(variant<Types...>&&);
  template<size_t I, class... Types>
    constexpr const variant_alternative_t<I, variant<Types...>>&
      get(const variant<Types...>&);
  template<size_t I, class... Types>
    constexpr const variant_alternative_t<I, variant<Types...>>&&
      get(const variant<Types...>&&);

  template<class T, class... Types>
    constexpr T& get(variant<Types...>&);
  template<class T, class... Types>
    constexpr T&& get(variant<Types...>&&);
  template<class T, class... Types>
    constexpr const T& get(const variant<Types...>&);
  template<class T, class... Types>
    constexpr const T&& get(const variant<Types...>&&);

  template<size_t I, class... Types>
    constexpr add_pointer_t<variant_alternative_t<I, variant<Types...>>>
      get_if(variant<Types...>*) noexcept;
  template<size_t I, class... Types>
    constexpr add_pointer_t<const variant_alternative_t<I, variant<Types...>>>
      get_if(const variant<Types...>*) noexcept;

  template<class T, class... Types>
    constexpr add_pointer_t<T>
      get_if(variant<Types...>*) noexcept;
  template<class T, class... Types>
    constexpr add_pointer_t<const T>
      get_if(const variant<Types...>*) noexcept;

  // 关系运算符
  template<class... Types>
    constexpr bool operator==(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);
  template<class... Types>
    constexpr bool operator!=(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);
  template<class... Types>
    constexpr bool operator<(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);
  template<class... Types>
    constexpr bool operator>(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);
  template<class... Types>
    constexpr bool operator<=(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);
  template<class... Types>
    constexpr bool operator>=(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);
  template<class... Types> requires (three_way_comparable<Types> && ...)
    constexpr common_comparison_category_t<compare_three_way_result_t<Types>...>
      operator<=>(const variant<Types...>&, const variant<Types...>&);

  // 观览
  template<class Visitor, class... Variants>
    constexpr /* 见描述 */ visit(Visitor&&, Variants&&...);
  template<class R, class Visitor, class... Variants>
    constexpr R visit(Visitor&&, Variants&&...);

  // 类 monostate
  struct monostate;

  // monostate 关系运算符
  constexpr bool operator==(monostate, monostate) noexcept;
  constexpr strong_ordering operator<=>(monostate, monostate) noexcept;

  // 特化的算法
  template<class... Types>
    constexpr void swap(variant<Types...>&,
                        variant<Types...>&) noexcept(/* 见描述 */);

  // 类 bad_variant_access
  class bad_variant_access;

  // 散列支持
  template<class T> struct hash;
  template<class... Types> struct hash<variant<Types...>>;
  template<> struct hash<monostate>;
}

// 弃用
namespace std {
  template<class T> struct variant_size<volatile T>;
  template<class T> struct variant_size<const volatile T>;

  template<size_t I, class T> struct variant_alternative<I, volatile T>;
  template<size_t I, class T> struct variant_alternative<I, const volatile T>;
}

类模板 std::variant

namespace std {
  template<class... Types>
  class variant {
  public:
    // 构造函数
    constexpr variant() noexcept(/* 见描述 */);
    constexpr variant(const variant&);
    constexpr variant(variant&&) noexcept(/* 见描述 */);

    template<class T>
      constexpr variant(T&&) noexcept(/* 见描述 */);

    template<class T, class... Args>
      constexpr explicit variant(in_place_type_t<T>, Args&&...);
    template<class T, class U, class... Args>
      constexpr explicit variant(in_place_type_t<T>, initializer_list<U>, Args&&...);

    template<size_t I, class... Args>
      constexpr explicit variant(in_place_index_t<I>, Args&&...);
    template<size_t I, class U, class... Args>
      constexpr explicit variant(in_place_index_t<I>, initializer_list<U>, Args&&...);

    // 析构函数
    constexpr ~variant();

    // 赋值
    constexpr variant& operator=(const variant&);
    constexpr variant& operator=(variant&&) noexcept(/* 见描述 */);

    template<class T> constexpr variant& operator=(T&&) noexcept(/* 见描述 */);

    // 修改器
    template<class T, class... Args>
      constexpr T& emplace(Args&&...);
    template<class T, class U, class... Args>
      constexpr T& emplace(initializer_list<U>, Args&&...);
    template<size_t I, class... Args>
      constexpr variant_alternative_t<I, variant<Types...>>& emplace(Args&&...);
    template<size_t I, class U, class... Args>
      constexpr variant_alternative_t<I, variant<Types...>>&
        emplace(initializer_list<U>, Args&&...);

    // 值状态
    constexpr bool valueless_by_exception() const noexcept;
    constexpr size_t index() const noexcept;

    // 交换
    constexpr void swap(variant&) noexcept(/* 见描述 */);
  };
}

类 std::monostate

struct monostate{};

类 std::bad_variant_access

class bad_variant_access : public exception {
public:
  // 特殊成员函数的规范见 [exception]
  const char* what() const noexcept override;
};