C++如何使用variant_C++17类型安全型联合体用法【详解】

std::variant不是类型安全的联合体简单替代品，而是带索引、可访问、可拷贝的类型安全容器；访问前必须检查状态，否则运行时抛std::bad_variant_access异常，且存在valueless_by_exception等特殊状态需主动防御。

std::variant 不是“类型安全的联合体”这个说法的简单替代品，它本质是带索引的、可访问的、可拷贝的类型安全容器——用错场景或忽略状态检查，照样崩溃。

std::variant 访问前必须确认当前持有类型

直接调用 std::get(v) 而不检查 v.index() 或不捕获 std::bad_variant_access，运行时抛异常。这不是编译期错误，容易漏测。

常见错误现象：std::get(v) 在 v 实际存的是 std::string 时触发 std::bad_variant_access。

• 推荐用 std::holds_alternative(v) 先判断，再取值
• 或用 std::visit + lambda 统一处理所有可能类型（更安全、更清晰）
• 调试时可临时加断言：assert(std::holds_alternative(v));

std::visit 的 lambda 必须覆盖 variant 所有备选类型

如果 std::variant 传给 std::visit，而 lambda 只写了 [](int){} 和 [](double){}，缺少 [](const std::string&){}，编译失败：error: no matching function for call to ‘visit’。

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原因：std::visit 是变参模板，要求重载集能匹配每种可能的 value_type。

• 用 auto&& 捕获通用形参可简化写法，但注意引用绑定规则
• 若某些类型处理逻辑相同，可用多个参数列表合并：[](int|double|float){ /* 共用逻辑 */ }（C++20 起支持联合参数，C++17 需手动展开）
• 不要依赖隐式转换——std::visit([](auto x) { ... }, v) 中 x 类型就是当前持有的精确类型，不会转成 int& 去匹配 double

默认构造与 valueless_by_exception 状态需主动防御

当 std::variant 的某个可选类型没有默认构造函数（如 std::monostate 以外的自定义类），且你未显式初始化，或移动赋值/异常中途失败，v.valueless_by_exception() 返回 true——此时任何访问（包括 index()）都非法。

这是唯一一种 std::variant “空”的状态，不是 bug，是设计特性。

• 声明时显式初始化：std::variant v{0}; 或 std::variant v{std::in_place_type_t{}, 42};
• 操作后检查：if (!v.valueless_by_exception()) { /* 安全访问 */ }
• 避免在可能抛异常的上下文中对非 trivial 类型做就地构造（如 std::in_place_type），否则极易进入 valueless 状态

最易被忽略的是：把 std::variant 当作“更安全的 union”就完事了——它安全的前提是你持续跟踪其状态。index()、valueless_by_exception()、holds_alternative() 这三个接口不是装饰，是每次访问前该看的“仪表盘”。