应该如何使用std :: optional？

我正在阅读有关的文档 std::experimental::optional并且对它的功能有很好的了解，但是我不知道何时应该使用它或应该如何使用它。该站点目前尚未包含任何示例，这使我更难理解该对象的真实概念。何时使用是std::optional一个不错的选择，它如何弥补以前的标准（C ++ 11）中没有的内容。

我能想到的最简单的示例：

std::optional<int> try_parse_int(std::string s)
{
    //try to parse an int from the given string,
    //and return "nothing" if you fail
}

相同的事情可以通过引用参数来代替（如下面的签名所示），但是使用std::optional可以使签名和用法更好。

bool try_parse_int(std::string s, int& i);

可以这样做的另一种方法特别糟糕：

int* try_parse_int(std::string s); //return nullptr if fail

这需要动态的内存分配，担心所有权等问题-总是更喜欢上面的其他两个签名之一。

另一个例子：

class Contact
{
    std::optional<std::string> home_phone;
    std::optional<std::string> work_phone;
    std::optional<std::string> mobile_phone;
};

相std::unique_ptr<std::string>对于每个电话号码都带有一个类似的字母，这是非常可取的！std::optional为您提供数据局部性，这对于提高性能非常有用。

另一个例子：

template<typename Key, typename Value>
class Lookup
{
    std::optional<Value> get(Key key);
};

如果查找中没有特定的键，那么我们可以简单地返回“无值”。

我可以这样使用它：

Lookup<std::string, std::string> location_lookup;
std::string location = location_lookup.get("waldo").value_or("unknown");

另一个例子：

std::vector<std::pair<std::string, double>> search(
    std::string query,
    std::optional<int> max_count,
    std::optional<double> min_match_score);

这比说有四个函数重载要花费max_count（或不）和min_match_score（或不）的每种可能组合要有意义得多！

它也消除了诅咒 “通过-1了max_count，如果你不想限制”或“通行证std::numeric_limits<double>::min()的min_match_score，如果你不想要一个最低分”！

另一个例子：

std::optional<int> find_in_string(std::string s, std::string query);

如果查询字符串不在中s，则我希望“否int”- 而不是有人为此目的使用的任何特殊值（-1？）。

有关其他示例，请参阅boost::optional 文档。boost::optional并且std::optional在行为和用法方面基本相同。

新引用的论文中引用了一个示例：N3672，std :: optional：

 optional<int> str2int(string);    // converts int to string if possible

int get_int_from_user()
{
     string s;

     for (;;) {
         cin >> s;
         optional<int> o = str2int(s); // 'o' may or may not contain an int
         if (o) {                      // does optional contain a value?
            return *o;                  // use the value
         }
     }
}

但我不知道何时应该使用它或应该如何使用它。

考虑在编写API时要表达“没有回报”的值不是错误。例如，您需要从套接字读取数据，并在数据块完成后解析并返回它：

class YourBlock { /* block header, format, whatever else */ };

std::optional<YourBlock> cache_and_get_block(
    some_socket_object& socket);

如果附加的数据完成了一个可解析的块，则可以对其进行处理；否则，请继续读取和附加数据：

void your_client_code(some_socket_object& socket)
{
    char raw_data[1024]; // max 1024 bytes of raw data (for example)
    while(socket.read(raw_data, 1024))
    {
        if(auto block = cache_and_get_block(raw_data))
        {
            // process *block here
            // then return or break
        }
        // else [ no error; just keep reading and appending ]
    }
}

编辑：关于其余的问题：

when是std :: optional一个很好的选择

• 当您计算一个值并需要将其返回时，与引用输出值（可能不会生成）相比，按值返回更好的语义。

• 当您要确保客户端代码必须检查输出值时（无论谁编写客户端代码，都可能无法检查错误-如果您尝试使用未初始化的指针，则会得到核心转储；如果您尝试使用未初始化的指针，初始化的std :: optional，您将获得一个可捕获的异常）。

[...]以及如何补偿以前的标准（C ++ 11）中没有的内容。

在C ++ 11之前，您必须对“可能无法返回值的函数”使用不同的接口-通过指针返回并检查NULL，或者接受输出参数并为“不可用”返回错误/结果代码”。

两者都使客户端实现者付出了额外的精力和精力来使它正确无误，并且两者都造成了混乱（第一个促使客户端实现者将操作视为一种分配，并且要求客户端代码实现指针处理逻辑，第二个则允许客户端代码以摆脱使用无效/未初始化的值）。

std::optional 很好地解决了先前解决方案所产生的问题。

我经常使用可选参数来表示从配置文件中提取的可选数据，也就是说，可选地提供了该数据（例如在XML文档中包含预期但并非必需的元素）的位置，以便我可以明确，清楚地显示是否数据实际上存在于XML文档中。特别是当数据可以具有“未设置”状态时，与“空”状态和“设置”状态（模糊逻辑）相比。使用可选的set和not set清除时，也将清除值为0或null的空值。

这可以显示“未设置”的值如何不等于“空”。从概念上讲，指向int（int * p）的指针可以表明这一点，其中未设置为null（p == 0），设置为0（* p == 0）且为空，以及其他任何值（* p <> 0）设置为一个值。

举一个实际的例子，我从XML文档中提取了一个几何图形，该几何图形的值称为渲染标志，其中，该几何可以覆盖渲染标志（设置），禁用渲染标志（设置为0），或者根本不影响渲染标志（未设置），可选的方法是一种清晰的表示方式。

显然，在此示例中，指向int的指针可以实现目标，或者更好地实现共享指针，因为它可以提供更整洁的实现，但是，在这种情况下，我认为这与代码的清晰度有关。空值始终是“未设置”的吗？使用指针并不清楚，因为null字面意思是未分配或创建，尽管可以，但不一定表示“未设置”。值得指出的是，必须释放一个指针，并且在良好的作法中将其设置为0，但是，就像使用共享指针一样，可选对象不需要显式清理，因此不必担心将清理与尚未设置的可选项目。

我相信这与代码的清晰度有关。清晰度降低了代码维护和开发的成本。清楚地了解代码意图非常有价值。

使用指针表示这一点将需要重载指针的概念。要将“空”表示为“未设置”，通常您可能会通过代码看到一个或多个注释来解释这一意图。这不是一个糟糕的解决方案，而不是一个可选的解决方案，但是，我总是选择隐式实现而不是显式注释，因为注释不可强制执行（例如通过编译）。这些用于开发的隐式项目（仅提供用于执行意图的开发中的文章）的示例包括各种C ++样式强制转换，“ const”（尤其是在成员函数上）和“ bool”类型，仅举几例。可以说，只要每个人都遵守意图或评论，您实际上就不需要这些代码功能。