将一个 std::optional 转换为另一个 std::optional

Posted 2023-02-18

【中文标题】将一个 std::optional 转换为另一个 std::optional

【英文标题】：Converting one std::optional to another std::optional

【发布时间】：2021-02-06 12:49:40

【问题描述】：

我有一个返回可选结构的方法，如下所示：

auto getBook(const std::string &title) const -> std::optional<Book>;

我想在另一个返回可选作者的方法中调用此方法。 问题是在调用方法之前，实现应该总是检查 getBook 返回的可选项是否被填写，像这样：

auto getAuthor(const std::string &title) const -> std::optional<Author>

   const auto optBook = getBook(title);
   if (optBook.has_value)
      return optBook->getAuthor();
   else
      return std::nullopt;

有没有办法用更短的方式来写这个，这样如果可选项被填充，则调用方法，但如果可选项为空，则返回std::nullopt。像这样的东西（我知道这目前不起作用，但你明白我的意思）：

auto getAuthor(const std::string &title) const -> std::optional<Author>

   return getBook(title).getAuthor();

【问题讨论】：

C++ 中没有任何东西可以做到这一点。它不起作用的原因是由于 C++ 工作的核心、基本方式。如果你发现你必须经常做这种事情，你将不得不实现自己的脚手架来实现它，可能使用某种模板函数。

此类用例的语法糖已在 Swift 和 Rust 等语言中引入，但尚未在 C++ 中引入（我相信我们不会很快看到这样的东西）

【参考方案1】：

您可以通过创建map 函数来概括此模式，该函数接受可选的o 和函数f，如果o.has_value() == true 则返回f(*o) 的结果：

template <typename O, typename F>
auto map(O&& o, F&& f) -> std::optional<decltype(f(*std::forward<O>(o)))>

    if (!o.has_value()) 
    
        return std::nullopt;
    

    return f(*std::forward<O>(o));

然后您可以将getAuthor 定义为：

auto getAuthor(const std::string& title) -> std::optional<Author>

    return map(getBook(title), [](Book b)
    
        return b.author;
    );

live example on godbolt.org

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我为这类操作创建了一个库，名为scelta。使用我的库，您可以编写：

auto getBook(const std::string& title) -> std::optional<Book>;
auto getAuthor(const std::optional<Book>& title) -> std::optional<Author>;

using namespace scelta::infix;
std::optional<Author> a = getBook("...") | map(getAuthor);

请参阅"Monadic Optional Operations" 了解更多信息。

【参考方案2】：

我认为您可以只返回您想要的内容并在根函数中捕获异常，如下所示：

auto  get_size_t(const bool state)

 return state ? std::optional<size_t>(std::rand()) : std::nullopt;


auto  get_string_size_t(const bool state)

 return std::optional<std::string>(std::to_string(get_size_t(state).value()));


void  f()
try

 std::clog << get_string_size_t(true).value() << std::endl;
 std::clog << get_string_size_t(false).value() << std::endl;

catch (...)

【讨论】：

您不应该以这种方式使用异常处理。但如果你这样做，至少使用catch (const std::bad_optional_access&) 而不是catch(...)

我只是举一个我的解决方案的例子。

【参考方案3】：

boost::optional，这是 std::optional 的基础，有一个成员 map 执行此操作。

例如

auto getBook(const std::string &title) const -> boost::optional<Book>;

auto getAuthor(const std::string &title) const -> boost::optional<Author>

   return getBook(title).map(std::mem_fn(&Book::getAuthor));

【参考方案4】：

我认为，这里需要Null Object 模式而不是 std::optional。

是的，它有点像 std::optional ，但语义不同： 在对象上调用任何方法（如 getAuthor）时，如果方法的结果有效，则返回有效对象。如果不是，则返回 null 对象。

不久前，我致力于一个类似 XML 的树实现，它是这样的：

auto val = object.node("root").node("branch_1").node("subbranch_1").toInt();
if (val) process(val.asInt());

在 node() 调用的每一步中，如果未找到特定节点，则返回无效节点。在无效节点上调用时，返回无效节点。

AFAIK，目前在 STL 中没有实现类似的功能。

编辑：为了有效地工作，您需要从某个基类派生书籍、作者、章节和其他内容的所有实例，空对象将属于该类。

编辑：这不是所有情况下的最佳解决方案，可能这太复杂而无法在您的情况下实施。