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c++中std::any如何使用_c++万能容器类型【指南】

裘德小鎮的故事

裘德小鎮的故事

发布时间:2026-02-02 15:03:46

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来源于php中文网

原创

std::any是C++17引入的类型安全容器,可存储任意可复制构造类型(如int、std::string、自定义struct、std::shared_ptr),但不能存void、不完整类型、抽象类、数组、函数类型或std::unique_ptr。

c++中std::any如何使用_c++万能容器类型【指南】

std::any 是什么,能存哪些东西

std::any 是 C++17 引入的类型安全容器,用来持有任意可复制(CopyConstructible)类型的单个值。它不是“万能容器”——不能存 void、不完整类型、抽象类对象,也不能直接存数组或函数类型(但可以存 std::function 这样的包装器)。

常见误用是把它当 void* 或 Python 的 object 用,结果在 std::any_cast 时抛出 std::bad_any_cast

  • 能存:intstd::string、自定义 struct(只要满足复制构造)、std::shared_ptr
  • 不能直接存:int[5]void()std::unique_ptr(因不可复制)
  • 注意:std::any 内部使用小对象优化(SOO),小类型(如 int)不堆分配;大类型会动态分配内存

怎么安全地存和取值:必须用 std::any_cast

存值很简单:std::any a = 42;std::any a{std::string("hello")};。但取值必须用 std::any_cast,且类型必须完全匹配(包括 const/volatile 限定符)。

错误示例:std::any a = 3.14; int x = std::any_cast(a); —— 运行时报 std::bad_any_cast

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  • 安全取值方式一(抛异常):double x = std::any_cast(a);
  • 安全取值方式二(检查后取):if (a.type() == typeid(std::string)) { auto s = std::any_cast<:string>(&a); }
  • 注意:std::any_cast 返回引用,std::any_cast 返回副本;对大对象优先用引用避免拷贝

std::any 和 std::variant、void* 的关键区别

std::any 不是替代 std::variant 的方案。前者运行时类型擦除、支持任意类型;后者编译期枚举有限类型集合、零开销、无异常风险。

对比 void*std::any 自动管理内存生命周期,支持移动/复制语义,类型信息不丢失;void* 完全靠程序员保证类型安全,极易出错。

  • std::any:需要泛化配置项、插件系统中传递未知类型参数、反射场景
  • std::variant:状态机、AST 节点、协议字段(已知有限类型)
  • 避免 void*:现代 C++ 中几乎没正当理由再用它做类型擦除

性能和生命周期要注意的坑

std::any 的构造、赋值、析构都有潜在开销:小类型快,大类型触发堆分配;析构时需调用所存对象的析构函数,若类型无 noexcept 析构,可能抛异常(影响容器操作如 std::vector<:any> 的异常安全性)。

  • 不要把 std::any 当作高频读写字段(比如循环体内反复 cast)
  • 存储自定义类型时,确保其析构函数是 noexcept(尤其放入容器时)
  • 清空用 a.reset(),而不是赋 std::any{}(后者构造空 any,前者明确释放)
  • a.has_value() 判断是否为空,别依赖 type() == typeid(void)(未定义行为)

真正麻烦的从来不是“怎么塞进去”,而是“怎么知道里面是什么、能不能安全拿出来”。std::any 把类型检查从编译期推到运行期,代价就是你得自己设计好类型发现与转换逻辑——比如配合 std::type_info 查表,或用访问者模式封装。

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