访问 std::variant 的不安全、`noexcept` 和无开销的方式

Question

std::variant提供以下访问函数：

std::get_if：取指针到variant，return指针替代。

template <std::size_t I, typename... Ts> 
auto* std::get_if(std::variant<Ts...>* pv) noexcept;

If pv is not a null pointer and pv->index() == I, returns a pointer to the value stored in the variant pointed to by pv. Otherwise, returns a null pointer value.

这意味着 get_if 的实现大致如下所示：

template <std::size_t I, typename... Ts> 
auto* std::get_if(std::variant<Ts...>* pv) noexcept
{
    if(pv == nullptr) return nullptr;
    if(pv->index() != I) return nullptr;
    return &(pv->real_get<I>());
}

std::get: 取reference to variant, return reference 替代，throw 无效访问。

template <std::size_t I, typename... Ts>
auto& std::get(std::variant<Ts...>& v);

If v.index() == I, returns a reference to the value stored in v. Otherwise, throws std::bad_variant_access.

这意味着 get 的实现大致如下所示：

template <std::size_t I, typename... Ts> 
auto& std::get(std::variant<Ts...>& v)
{
    if(v.index() != I) throw std::bad_variant_access{};
    return v.real_get<I>();
}

我想要一个不安全的访问函数：

是noexcept.
对variant进行引用，避免任何pv == nullptr检查。
具有 未定义的行为 如果 v.index() != I.

为什么？因为在某些情况下，我可以 100% 确定特定 variant 实例在代码路径中包含特定类型。此外，在编写已经单独检查 v.index() != I （例如编写我自己的 visit）.

的通用代码时，它会很有用

示例实现：

template <std::size_t I, typename... Ts> 
auto& unsafe_get(std::variant<Ts...>& v)
{
    return v.real_get<I>();
}

标准里有这样的吗？没找到。如果没有，是否可以为 std::variant 实施，或者我是否需要推出自己的 variant 实施？

Answer 1

我认为您必须自己实现整个变体。尽管不受限制的联合会有所帮助 - 它们至少解决了将多个类型放在同一位置并处理对齐问题的问题。

Answer 2

正如@T.C指出的那样。在评论中，您的第一个和第三个 desiderata 是互不相容的。这在 N3279 中有详细说明，标题为 "Conservative use of noexcept in the Library"。

基本上有两种类合同：窄合同和宽合同。函数或操作的 wide 契约不指定任何未定义的行为。这样的合同没有先决条件。在标准库中，只有具有广泛契约的函数才被标记为 noexcept。

OTOH，narrow 合约是一个不宽的合约。当以违反记录契约的方式调用时，函数或操作的狭窄契约会导致 未定义的行为 。它们不能被标记为 noexcept。相反，您可以期望的最好结果是它们被记录为 "Throws: Nothing."

看来您运气不好，std::variant 的当前提案中没有提供此类未经检查的访问权限。

访问 std::variant 的不安全、`noexcept` 和无开销的方式

Unsafe, `noexcept` and no-overhead way of accessing `std::variant`

c++

c++17

variant