c++23的std::expected的monadic接口是什么？ (and_then, or_else)

std::expected 的 and_then 是 monadic 绑定操作：仅当含值时调用函数并返回新 expected，error 状态则透传；函数参数须为值类型 T，返回值必须是 std::expected（值类型任意、error 类型可变），不支持隐式转换。

std::expected 的 and_then 是什么行为？

and_then 是 std::expected（C++23）提供的 monadic 绑定操作：它只在对象处于“含值”状态（即 has_value() == true）时，调用你传入的函数，并将该函数的返回值作为新的 std::expected 返回；如果当前是 error 状态，则直接透传原 error，不执行函数。

关键点：

• 函数参数类型必须是 T（即 expected 的值类型），不能是引用或 const 限定——标准要求按值捕获，避免生命周期问题
• 函数返回类型必须是另一个 std::expected（可为不同 error 类型，但值类型任意）
• 不支持隐式转换；若函数返回 expected，而你当前是 expected，编译器不会自动转成 expected —— error 类型不兼容会直接编译失败

std::expected maybe_int = 42;
auto next = maybe_int.and_then([](int x) {
    return std::expected{x * 1.5};
}); // next 是 expected

std::expected 的 or_else 什么时候触发？

or_else 是 error 分支的 monadic 对应物：仅当 has_value() == false 时才调用你传入的函数，且该函数必须接收 error 类型（E）并返回另一个 std::expected（值类型必须一致，error 类型可变）。

常见误用：

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• 传入函数签名错误，比如写成 [](int err) { ... } 而实际 error 类型是 std::errc → 编译失败
• 返回类型值类型不匹配：当前是 expected<:string int>，但 or_else 函数返回 expected → 编译失败（T 必须相同）
• 试图在 or_else 里抛异常：虽然语法允许，但违背 monadic 错误处理契约，应统一用 error 值传递

std::expected maybe_str = std::unexpected{123};
auto recovered = maybe_str.or_else([](int err) -> std::expected {
    if (err == 123) return "fallback";
    return std::unexpected{err};
});

and_then / or_else 的组合链与类型推导陷阱

连续使用 and_then 和 or_else 时，每个环节都严格检查返回类型的 T 和 E 是否可拼接。编译器不会帮你做 error 类型归一化 —— 比如前一步返回 expected，下一步 or_else 期望处理 int，就断链了。

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实用建议：

• 用 auto 接收中间结果，避免手动写嵌套模板名（尤其 error 类型长时）
• 若需统一 error 类型，提前用 std::variant 或自定义 tag 类型封装多种错误，再让所有 or_else 分支返回同一种 E
• 注意移动语义：传入的 lambda 若捕获大对象，and_then 内部会 move 调用，确保 lambda 可移动（或用值捕获而非引用）

和传统 if-else 相比，monadic 接口的实际价值在哪？

不是为了炫技，而是解决「深层嵌套错误传播」问题。比如解析 JSON → 提取字段 → 转整数 → 校验范围，每步都可能失败。用 if-else 易写成四层缩进；用 and_then 可扁平表达，且天然短路（任一环节 error 就终止后续）。

但要注意：

• 调试困难：堆栈里看不到中间 and_then 的具体哪步失败，error 值被透传，需靠日志或包装器注入上下文
• 无法中途修改 error 类型而不显式转换：比如想把 std::filesystem::error_code 转成自定义 ParseError，必须在 or_else 里手动构造 unexpected
• 不支持「同时处理 success 和 error」的双分支逻辑（那是 transform + map_error 的事，不是 monadic 接口职责）

真正复杂的错误恢复流程，往往需要 and_then、or_else 和 transform 混用，而不是只押注某一个。