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c++怎么使用STL中的any类型_c++17万能容器【核心】

冰火之心

冰火之心

发布时间:2026-02-08 14:07:02

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来源于php中文网

原创

std::any是C++17引入的类型安全单值容器,可存储任意可复制构造类型(如int、std::string、自定义类、std::vector等),但不支持纯右值引用或不可复制类型。

c++怎么使用stl中的any类型_c++17万能容器【核心】

std::any 是什么,能存哪些值

std::any 是 C++17 引入的类型安全容器,用来存储任意可复制(CopyConstructible)类型的单个值。它不是“万能容器”意义上的集合,而是一个“单值泛型盒子”——只能装一个东西,且必须明确知道怎么取出来。

  • 可以存 intstd::string、自定义类(满足可复制)、甚至 std::vector
  • 不能存纯右值引用、不满足复制构造的类型(如含 deleted 拷贝构造函数的类)
  • 不支持直接比较两个 std::any 是否相等(需手动 type() 判断后转型再比)
  • nullptr 是合法的,但存裸指针(如 int*)本身没问题,只是要自己管理生命周期

常见误用:把它当 std::vector<:any> 用作动态类型数组——这可行但性能差、易出错,不是设计本意。

怎么安全地存和取值

存值很简单:std::any 构造或赋值即可;取值必须显式使用 std::any_cast,否则运行时报 std::bad_any_cast

std::any a = 42;
std::any b = std::string("hello");

// ✅ 正确取值:类型匹配 int x = std::any_cast(a); // OK std::string s = std::any_cast(b); // OK

// ❌ 错误:类型不匹配 → 抛 std::bad_any_cast // double d = std::any_cast(a);

// ✅ 安全取值:先检查类型再 cast if (a.type() == typeid(int)) { int y = std::any_cast(a); }

  • std::any_cast(any_obj) 要求 T 和实际存储类型完全一致(包括 const/volatile 限定符)
  • 支持指针形式 std::any_cast>(&any_obj),返回 T,失败时返回 nullptr,适合避免异常
  • 不要用 std::any_cast(...) —— 这是未定义行为

和 void* / union / boost::any 对比有什么坑
  • void* 比:std::any 自动管理内存和析构,类型信息在运行时保留,但有约 2–3 倍空间开销(内部通常用 small buffer optimization + heap fallback)

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  • union 比:不需要手动维护活跃字段,但失去编译期类型检查和零成本抽象

  • boost::any 比:接口几乎一致,但 C++17 的 std::any 不支持移动捕获(move-only types),直到 C++23 才加入 std::any 的 move-only 支持(目前主流编译器仍按 C++17 实现)

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  • 常见性能陷阱:频繁构造/析构大对象(如 std::vector<:byte>(1MB))会触发堆分配,不如用 std::shared_ptr 包一层再存

  • 编译依赖:必须开启 C++17 或更高标准(-std=c++17),GCC 7+、Clang 5+、MSVC 2017 15.0+ 支持

什么时候该用,什么时候不该用

适用场景:

  • 配置系统中需要混存不同类型的键值对(如 JSON-like 解析中间层)
  • 插件接口中传递用户自定义参数,且无法提前约定类型
  • 实现简易版类型擦除回调(配合 std::function

不适用场景:

  • 高频访问的热路径(每次 any_cast 都有 type_info 比较开销)
  • 需要多态行为的场合(应该用虚函数或 std::variant
  • 已知只有几种固定类型(优先选 std::variant,编译期检查 + 零分配)

std::any 的核心价值不在“万能”,而在“类型安全的运行时擦除”——它强迫你面对类型不确定性,并用显式转换承担责任。漏掉 type() 检查或乱 cast,崩得非常安静。

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