C++中std::visit是如何配合std::variant使用的？(访问类型安全的联合体)

std::visit 的核心作用是编译期确保对 variant 所有备选类型均提供处理逻辑，漏掉任一类型即编译失败；它不用于取值或类型转换，必须传入支持所有类型的可调用对象，推荐泛型 lambda。

std::visit 的核心作用是安全调用 variant 中当前持有的值

它不是用来“取出值”，而是让编译器在编译期确认：你为 std::variant 中**每种可能的类型**都提供了处理逻辑。如果漏掉一种，就直接编译失败——这才是类型安全的关键。

常见错误是试图用 std::visit 做类型转换或取值赋值，比如写 auto x = std::visit([](auto&& v) { return v; }, my_variant);，这看似“取出了值”，但返回类型是 std::common_type_t（可能为 void 或不匹配），实际不可靠。

• 必须传入一个可调用对象（lambda、函数对象、函数指针），且该对象要能接受 std::variant 中的**每种备选类型**作为参数
• lambda 捕获需谨慎：[&] 可读可写，[=] 会拷贝外部变量，若访问局部对象生命周期要注意
• 如果 std::variant 含有引用类型（如 std::variant），std::visit 仍可工作，但 lambda 参数必须声明为对应引用类型，否则编译失败

lambda 必须支持所有 variant 类型，否则编译报错

编译器会逐个尝试将 variant 的每个备选类型代入 lambda 参数列表。只要有一个类型无法匹配（比如参数类型写死为 int，但 variant 还含 std::string），就报类似 no matching function for call to object of type 'XXX' 的错误。

最稳妥写法是使用泛型 lambda：

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std::variant v = "hello";
std::visit([](const auto& value) {
    using T = std::decay_t;
    if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "int: " << value << "\n";
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "string: " << value << "\n";
    } else if constexpr (std::is_same_v) {
        std::cout << "double: " << value << "\n";
    }
}, v);

• if constexpr 是关键：编译期分支，未命中的分支不参与实例化，避免类型不匹配
• 不能用普通 if，否则所有分支都要能通过类型检查，std::string 传给 int& 参数会失败
• 若所有类型共用接口（如都有 .size()），也可直接调用，但需确保 SFINAE 或 concept 约束到位

std::visit 不支持运行时动态决定调用哪个重载

有人想把多个函数指针塞进容器，再根据 variant 当前索引去调用——这行不通。std::visit 的重载解析完全在编译期完成，和 v.index() 无关。即使你知道当前是第 1 种类型，也不能绕过编译期检查去“只调第一个函数”。

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典型误用：

void handle_int(int) { /* ... */ }
void handle_str(const std::string&) { /* ... */ }
// ❌ 错误：std::visit 要求单个 callable 能处理全部类型
std::visit([](auto&& x) { /* 怎么在这里 dispatch 到 handle_int/handle_str？ */ }, v);

• 正确做法是把逻辑封装进一个函数对象，或用 if constexpr 分支内部调用不同函数
• 若 handler 数量多且分散，可定义 visitor struct 并重载 operator() 多次，利用 ADL 或模板特化组织
• 注意：std::visit 本身不抛异常，但如果被调用的 lambda 抛了，异常照常传播

嵌套 variant 和 constexpr visit 的边界很窄

对 std::variant<:variant char>, std::string> 这类嵌套结构，std::visit 只作用于外层。要访问内层，得在外层 lambda 里再套一层 std::visit —— 语法合法，但可读性迅速下降。

至于 constexpr std::visit：C++20 起支持，但要求整个调用链（包括 lambda 主体）都满足常量表达式约束。这意味着不能有动态内存分配、不能调用非 constexpr 函数、不能用虚函数等。

• 简单算术、std::get_if 查询、if constexpr 分支可以 constexpr 化
• 但一旦涉及 std::cout、std::string 构造、容器操作，就退出 constexpr 上下文
• 调试时容易误以为“能编译通过就是 constexpr”，实际需用 static_assert 显式验证

真正难的不是写对第一个 std::visit，而是当 variant 类型增减、业务逻辑拆分、错误路径加入时，如何让所有 visitor 保持同步更新——漏掉一个分支，编译就断，而这个“断点”可能离修改 variant 定义的位置很远。