如何在 C++ 中返回 Null 作为参考？

Question

我做了一些最小的代码

vector<int> items = {1, 2, 5, 0, 7};
int& getAtSafe(unsigned n) {
    if (n < items.size() && items[n] != 5) return items[n];
    else // ???
}

但是当我们找不到需要的项目时如何返回 null 呢？
P.S.原来的任务是搜索属性等于的项目。

不接受异常变体。我不需要暂停程序。
举个例子，用户输入index，每次输入错误，用户都会得到“Bad input”

Answer 1

如果函数检查索引，那么在这种情况下的一般方法是抛出异常std::out_of_range.

考虑到类模板std::vector中已经有成员函数at。

如果你可能不使用异常并且任务是

附：原始任务是搜索属性等于的项目。

那么您可以使用返回迭代器的标准算法std::find_if，或者您可以编写自己的函数来返回与搜索元素对应的索引。如果没有这样的元素，则返回向量的大小，例如

#include <iostream>
#include <vector>

template <typename Predicate>
std::vector<int>::size_type find_if( const std::vector<int> &v, Predicate predicate )
{
    std::vector<int>::size_type i = 0;

    while ( i != v.size() && !predicate( v[i] ) ) ++i;

    return i;
}

int main() 
{
    std::vector<int> items = {1, 2, 5, 0, 7};

    auto i = ::find_if( items, []( const auto &item ) { return item % 2 == 0; } );

    if ( i != items.size() ) std::cout << items[i] << '\n';

    return 0;
}

Answer 2

C++ 具有值语义。有nullptrs 但没有空值。引用总是引用一些东西。因此，不能有对 null 的引用。

您有几个选择：

• 抛出异常。你拒绝他们的论点是没有实际意义的。 std::vector::at 正是这样做的（但我想您的代码只是更一般情况的示例）
• 返回一个可以是 nullptr 的指针（不推荐，因为这样你就把正确处理它的责任放在了调用者身上）
• 返回std::optional。这再次迫使调用者处理“没有返回值”的情况，但与返回 nullptr 相比，调用者获得了一个设计良好的界面，很难用错。
• 返回一个迭代器。在整个标准库中，end 经常用于表示“未找到元素”，因此如果您这样做，也不会感到意外。
• 也许这不仅仅是针对不同情况的示例，那么您应该使用 std::vector::at 而不是您的手写函数并完成它。

P.S.原始任务是搜索属性等于的项目。

您应该使用std::find 在容器中查找项目。找不到元素时返回容器的end。

Answer 3

在不改变原型的情况下，你只能抛出异常。

如果可以选择更改原型，您可以：

• 返回一个指针（并使用nullptr 作为标记）
• 返回一个迭代器（并使用items.end() 作为标记）
• 返回一个std::optional<std::reference_wrapper<int>>（并使用没有值作为标记，你需要C++17或boost）。

Answer 4

C++ 中引用的一个用例是确保您没有空指针。所以根据定义，不可能返回 null 作为引用。

但是，可以考虑不同的策略：

• 返回迭代器：使用std::end(items)作为空值
• 按值返回
• 如果没有有效元素，则抛出异常