C++ Boost Optional示例超详细讲解

一、概述

数据结构类似于容器，因为它们可以存储一个或多个元素。但是，它们与容器不同，因为它们不支持容器通常支持的操作。例如，使用本部分介绍的数据结构，不可能在一次迭代中访问所有元素。

Boost.Optional 可以很容易地标记可选的返回值。使用 Boost.Optional 创建的对象要么是空的，要么包含单个元素。使用 Boost.Optional，您无需使用空指针或 -1 等特殊值来指示函数可能没有返回值。

• Boost.Tuple 提供了 boost::tuple，这是一个自 C++11 以来一直是标准库的一部分的类。
• Boost.Any 和 Boost.Variant 允许您创建可以存储不同类型值的变量。 Boost.Any 支持任意类型，Boost.Variant 允许您将需要支持的类型作为模板参数传递。
• Boost.PropertyTree 提供了一个树状的数据结构。该库通常用于帮助管理配置数据。数据还可以以 JSON 等格式写入文件或从文件中加载。
• Boost.DynamicBitset 提供了一个类似于 std::bitset 但在运行时配置的类。
• Boost.Tribool 提供了一种类似于 bool 的数据类型，支持三种状态。
• Boost.CompressedPair 定义了 boost::compressed_pa​​ir 类，可以替代 std::pair。该类支持所谓的空基类优化。

二、Boost.Optional

库 Boost.Optional 提供类 boost::optional，可用于可选返回值。这些是函数的返回值，可能并不总是返回结果。示例 21.1 说明了在没有 Boost.Optional 的情况下通常如何实现可选返回值。

示例 21.1。表示可选返回值的特殊值

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
int get_even_random_number()
{
  int i = std::rand();
  return (i % 2 == 0) ? i : -1;
}
int main()
{
  std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(0)));
  int i = get_even_random_number();
  if (i != -1)
    std::cout << std::sqrt(static_cast<float>(i)) << '\n';
}

示例 21.1 使用函数 get_even_random_number()，它应该返回一个偶数随机数。它通过调用标准库中的函数 std::rand() 以一种相当幼稚的方式做到这一点。如果 std::rand() 生成偶数随机数，则该数字由 get_even_random_number() 返回。如果生成的随机数是奇数，则返回-1。

在此示例中，-1 表示无法生成偶数随机数。因此，get_even_random_number() 不能保证返回偶数随机数。返回值是可选的。

许多函数使用 -1 之类的特殊值来表示不能返回任何结果。例如，如果找不到子字符串，std::string 类的成员函数 find() 将返回特殊值 std::string::npos。返回值为指针的函数通常返回 0 表示不存在结果。

Boost.Optional 提供了 boost::optional，这使得可以清楚地标记可选的返回值。

示例 21.2。带有 boost::optional 的可选返回值

#include <boost/optional.hpp>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
using boost::optional;
optional<int> get_even_random_number()
{
  int i = std::rand();
  return (i % 2 == 0) ? i : optional<int>{};
}
int main()
{
  std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(0)));
  optional<int> i = get_even_random_number();
  if (i)
    std::cout << std::sqrt(static_cast<float>(*i)) << '\n';
}

在示例 21.2 中，get_even_random_number() 的返回值具有一个新类型，boost::optional<int>。 boost::optional 是一个模板，必须使用返回值的实际类型进行实例化。 boost/optional.hpp 必须包含在 boost::optional 中。

如果 get_even_random_number() 生成偶数随机数，则直接返回该值，并自动包装在类型为 boost::optional<int> 的对象中，因为 boost::optional 提供了一个非排他的构造函数。如果 get_even_random_number() 不生成偶数随机数，则返回 boost::optional<int> 类型的空对象。返回值是通过调用默认构造函数创建的。

main() 检查 i 是否为空。如果它不为空，则使用 operator* 访问存储在 i 中的数字。 boost::optional 似乎像指针一样工作。但是，您不应将 boost::optional 视为指针，因为例如，boost::optional 中的值由复制构造函数复制，而指针不会复制其指向的值。

示例 21.3。 boost::optional 的其他有用的成员函数

#include <boost/optional.hpp>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
using boost::optional;
optional<int> get_even_random_number()
{
  int i = std::rand();
  return optional<int>{i % 2 == 0, i};
}
int main()
{
  std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(0)));
  optional<int> i = get_even_random_number();
  if (i.is_initialized())
    std::cout << std::sqrt(static_cast<float>(i.get())) << '\n';
}

eExample21.3e

示例 21.3 介绍了 boost::optional 的其他有用的成员函数。此类提供了一个特殊的构造函数，它将条件作为第一个参数。如果条件为真，则使用第二个参数初始化 boost::optional 类型的对象。如果条件为假，则会创建一个 boost::optional 类型的空对象。示例 21.3 在函数 get_even_random_number() 中使用此构造函数。

使用 is_initialized() 您可以检查 boost::optional 类型的对象是否不为空。 Boost.Optional 涉及已初始化和未初始化的对象——因此，成员函数的名称为 is_initialized()。成员函数 get() 等效于 operator*。

示例 21.4。 Boost.Optional 的各种辅助函数

#include <boost/optional.hpp>
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
#include <cmath>
using namespace boost;
optional<int> get_even_random_number()
{
  int i = std::rand();
  return make_optional(i % 2 == 0, i);
}
int main()
{
  std::srand(static_cast<unsigned int>(std::time(0)));
  optional<int> i = get_even_random_number();
  double d = get_optional_value_or(i, 0);
  std::cout << std::sqrt(d) << '\n';
}

Boost.Optional 提供独立的辅助函数，例如 boost::make_optional() 和 boost::get_optional_value_or()（参见示例 21.4）。可以调用 boost::make_optional() 来创建 boost::optional 类型的对象。如果您希望在 boost::optional 为空时返回默认值，您可以调用 boost::get_optional_value_or()。

函数 boost::get_optional_value_or() 也作为 boost::optional 的成员函数提供。它被称为 get_value_or()。

除了 boost/optional/optional_io.hpp 之外，Boost.Optional 还提供了一个带有重载流运算符的头文件，让您可以将 boost::optional 类型的对象写入标准输出等。

参考文：

Chapter21.Boost.Optional (theboostcpplibraries.com)

到此这篇关于C++ Boost Optional示例超详细讲解的文章就介绍到这了,更多相关C++ Boost Optional内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！

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