有没有办法从可为空的参数中创建一个 std::optional<> ？答案

【问题标题】：Is there a way of creating an std::optional<> out of a nullable argument?有没有办法从可为空的参数中创建一个 std::optional<> ？
【发布时间】：2022-01-01 02:37:14
【问题描述】：

Scala 和 Java 等语言在相当长的一段时间内都有某种可选类型。在这两种方法中，似乎都有一个构造方法允许传入对象O 或空值。第一个构造一个可选值，其中包含O 的副本，第二个是一个空选项。

据我所知，std::optional<>(v) 和 std::make_optional<>(v) 不可能发生这样的事情，因为当使用 nullptr 参数调用时，两者都会引发运行时异常。

在标准库中是否有任何其他构造函数允许我这样做？

谢谢

【问题讨论】：

std::optional 存储对象（可选）而不是指针。
听起来你在找std::nullopt
什么是“可能为空的参数”？ std::optional 的“null”不是 nullptr 而是 nullopt
你能在你的问题中添加一些想要的行为吗？这应该有助于我们更好地理解您想要什么，因为 C++ 并没有真正可以为空的对象。 C++ 中的所有对象都有一个值。即使是空指针也有0 的值，这被视为特殊的指针值。
并非 C++ 中的每个对象都是“可空的”。根据您要求的行为，我认为每个std::optional<T> 都可以为空，并且该空值为std::nullopt。如果您希望 C++ 中的所有变量都是“可空的”，则对所有变量使用 std::optional<T>。

标签： c++ stdoptional

【解决方案1】：

std::optional 的一个重要属性是不涉及动态分配。该对象（可选）直接存储在std::optional 中。

当T 不能有nullptr 值时，std::optional<T> 不能保存nullptr。

通过调用适当的constructor，可以将std::optional 构造为空：

// either
std::optional<int> x;                // does not contain an int
// or 
std::optional<int> y{std::nullopt};  // does not contain an int

【讨论】：

嗨。那不是我问的。请看stackoverflow.com/a/4692607/130758。
@devouredelysium 同时我明白这不是你问的，但我不明白你问的是什么。请澄清问题。在 Java 中，任何东西都可以是 null，但在 C++ 中则不行，因此您的类比不足以知道您在寻找什么
@devouredelysium 我不懂那种语言。你能创建一个小的 C++ 示例来完成它应该做的事情吗？或者至少是触发您遇到的错误的示例？

【解决方案2】：

由于您没有显示任何代码示例，我将假设以下内容：

您有一个名为f 的函数
函数f 将可能为空的int* 作为参数（可空参数）
函数f返回一个std::optional<int>
我假设您的代码库中有类似的函数体

如果我的假设有误，请编辑您的问题以添加更相关的示例。

回顾一下代码示例：

auto f(int* ptr) -> std::optional<int> {
    return std::optional<int>{*ptr};
}

问题不在于std::optional 及其构造函数，而在于您取消引用空指针这一事实。这发生在任何构造函数调用之前。此时，您已经处于 UB 领域，发生这种情况后您无法推断行为。

修复方法是在构造可选值之前检查指针：

auto f(int* ptr) -> std::optional<int> {
    return ptr ? std::optional<int>{*ptr} : std::nullopt;
}

现在，假设 ptr 有效或为 null，您发送给 std::optional 构造函数的 int 始终有效，如果不是，则返回一个空的可选项。

【讨论】：

【解决方案3】：

也许你想要std::nullopt，它表示 optional 不具有价值，换句话说 optional + nullopt 正是 null 在其他语言中的含义。换句话说，std::optional + std::nullopt 将 null 的自然意义引入 C++，与其他语言相同。

通过std::nullopt，您可以控制函数中的可选参数，就像我在下面对add() 函数所做的那样。

您只需检查if (optional_value) 以了解它是否具有价值，这与if (optional_value.has_value()) 相同。见doc here。

您也可以使用.value_or(default) 来返回值或默认值，这与Python 中的var or default 或var if var is not None else default 用于None-able 参数相同。

你也可以通过*optional_value取消引用来获取可选的值，就像指针一样。 Doc here.

查看在实现add() 函数时使用可空选项的所有4 种可能性，它有4 种做同样事情的方式，选择更适合你的。

Try it online!

#include <optional>
#include <iostream>

int add(int x, std::optional<int> y = std::nullopt) {
    return x + y.value_or(5);
    // also possible to do same like this
    return x + (y ? y.value() : 5);
    // or same as
    return x + (y ? *y : 5);
    // or same as
    if (y)
        return x + *y;
    else
        return x + 5;
}

int main() {
    std::cout << add(3) << std::endl;
    std::cout << add(3, std::nullopt) << std::endl;
    std::cout << add(3, 7) << std::endl;
}

输出：

8
8
10

换句话说，如果您希望任何变量同时保存某种类型的值和 null，那么只需将其包装到 std::optional 中，并使用 std::nullopt 来表示 null，如下例所示：

SomeClass obj; // non-nullable, can't be null
std::optional<SomeClass> obj2; // almost same as above but now is nullable
obj2 = obj; // you can naturally assign value of object
obj2 = std::nullopt; // this way you set variable to null
obj = *obj2; // this way you get value of object by using * dereference
obj = obj2.value(); // same as above instead of *
obj = obj2 ? *obj2 : default_value; // this way you check if obj2 is null, if not then get it's value through *, otherwise return default
obj = obj2.value_or(default_value); // same as last line above
if (obj2) DoSomething(); // checks if object is not null
if (obj2.has_value()) DoSomething(); // same as above

有关 std::optional 的信息，请参阅 all docs。

【讨论】：