std::optional是C++17引入的模板类，用于表示可能无值的情况。它可避免使用特殊值或异常来表达缺失，支持安全访问（如value_or）、判空操作，并适用于返回可能失败的函数，提升代码安全性与可读性。
在C++17中引入的std::optional是一个用于表示“可能包含值，也可能为空”的类型。它非常适合用来处理那些可能没有返回值的函数，避免使用指针或异常来传达“缺失值”的语义。
基本概念
std::optionalstd::nullopt 表示）。
常见用途包括：
- 函数返回可能失败的结果（比如查找、解析）
- 替代使用特殊值（如 -1、nullptr）表示无效的情况
- 构造过程中可能无法初始化某个成员变量
常用操作和语法
以下是一些常见的使用方式：
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1. 创建 optional 对象
#include2. 检查是否有值#include std::optional opt1; // 初始为空 std::optional opt2 = std::nullopt; // 明确设为空 std::optional opt3 = 42; // 包含值 42 std::optional opt4{42}; // 同上，推荐写法
if (opt3.has_value()) {
std::cout << "有值：" << opt3.value() << "\n";
}
// 或者像指针一样判断
if (opt3) {
std::cout << "值是：" << *opt3 << "\n";
}
3. 获取值（安全与不安全方式）
-
.value()：如果无值会抛出std::bad_optional_access异常 -
*opt：直接解引用，无值时行为未定义（慎用） -
.value_or(default_value)：推荐方式，无值时返回默认值
std::optionalopt; int x = opt.value_or(-1); // x == -1 opt = 100; x = opt.value_or(-1); // x == 100
实际应用场景示例
假设我们要实现一个字符串转整数的函数，转换失败时不应返回任意数字。
std::optionalstr_to_int(const std::string& s) { try { size_t pos; int value = std::stoi(s, &pos); if (pos == s.size()) { return value; } return std::nullopt; } catch (...) { return std::nullopt; } }
调用时更清晰：
auto result = str_to_int("123");
if (result) {
std::cout << "转换成功：" << *result << "\n";
} else {
std::cout << "转换失败\n";
}
注意事项
-
std::optional本身有大小开销（通常比原类型多一个字节用于标记是否有效） - 不要对空的 optional 调用
.value()，除非你确定它有值或已捕获异常 - 支持移动语义和拷贝（取决于内部类型 T）
- 不能用于引用类型（但可用
std::optional<:reference_wrapper>>替代）
基本上就这些。std::optional 让代码更安全、语义更清晰，减少错误处理的复杂性。合理使用能显著提升接口可读性。
