std ::引用类型的可选专门化

Question

为什么std::optional(目前std::experimental::optional在libc ++中)没有引用类型的专门化(与之相比boost::optional)？

我认为这将是非常有用的选择.

是否有一些对象引用了STL中可能已存在的对象语义？

Answer 1

当讨论n3406(提案的第2版)时,一些委员会成员对可选参考文献感到不舒服.在n3527(修订版#3)中,作者决定将可选引用作为辅助提议,以增加获得可选值的机会并将其置于C++ 14中.虽然由于各种其他原因,可选项并未完全进入C++ 14,但委员会并未拒绝可选引用,并且如果有人提出,可以在将来自由添加可选引用.

Answer 2

确实有一些东西可能引用了现有的对象语义.它被称为(const)指针.一个普通的旧非拥有指针.引用和指针之间有三个不同之处:

1. 指针可以为null,引用不能.这正是您想要避免的差异std::optional.
2. 指针可以重定向到指向别的东西.使它成为常数,这种差异也会消失.
3. 参考文献无需通过->或取消引用*.这是纯粹的语法糖,可能因为1.指针语法(解除引用和转换为bool)正是std::optional提供访问值并测试其存在的原因.

更新: optional是值的容器.与其他容器(vector例如)一样,它不是为了包含引用而设计的.如果你想要一个可选的引用,使用指针,或者如果你确实需要一个具有类似语法的接口,那么std::optional为指针创建一个小的(和普通的)包装器.

更新2:至于为什么没有这样的专业化的问题:因为委员会只是选择了它.理由可以在论文的某处找到.这可能是因为他们认为指针足够了.

Answer 3

主要问题std::optional <T&>是 -optRef = obj在以下情况下应该做什么：

optional<T&> optRef;
…;
T obj {…};
optRef = obj; // <-- here!

变体：

1. 总是重新绑定 - (&optRef)->~optional(); new (&optRef) optional<T&>(obj)。
2. 分配通过 - *optRef = obj（UB!optRef之前）。
3. 如果为空则绑定，否则通过分配 — if (optRef) {do1;} else {do2;}。
4. 无赋值运算符 — 编译时错误“试图使用已删除的运算符”。

每个变体的优点：

1. 始终重新绑定（由boost::optional和n1878 选择）：

   • 当!optRef和optRef.has_value()- 后置条件始终满足时，情况之间的一致性。&*optRef == &obj
   • 与通常optional<T>在以下方面的一致性：对于通常optional<T>，如果T::operator=定义为破坏和构造（并且有人认为它必须无非是对破坏和构造的优化），那么opt = … 事实上的行为类似于(&opt)->~optional(); new (&opt) optional<T&>(obj)。

2. 通过以下方式分配：

   • T&在以下方面与 pure 保持一致：对于 pure T&，ref = …分配通过（不重新绑定ref）。
   • 稠度与通常optional<T>在以下方面：用于通常optional<T>，当opt.has_value()，opt = …需要通过分配，不破坏和-构建体（见template <class U> optional<T>& optional<T>::operator=(U&& v)在n3672和上cppreference.com）。
   • optional<T>在以下方面与通常的一致性：两者都operator=至少以某种方式进行了定义。

3. 如果为空则绑定，否则分配 - 我看不到真正的好处，恕我直言，只有当 #1 的支持者与 #2 的支持者争论时才会出现这种变体，无论在形式上它更符合要求的字母template <class U> optional<T>& optional<T>::operator=(U&& v)（但不符合精神，恕我直言）。

4. 无赋值运算符（由n3406选择）：

   • T&在以下方面与 pure 保持一致：pureT&不允许重新绑定自身。
   • 没有模棱两可的行为。

也可以看看：

• 让我们谈谈 std::optional<T&> 和 optional references。
• 为什么 C++17 中没有可选引用。

Answer 4

恕我直言，提供它是非常好的std::optional<T&>。然而，模板有一个微妙的问题。如果存在引用，模板参数的处理可能会变得棘手。

正如我们解决模板参数中引用问题的方法一样，我们可以使用 astd::reference_wrapper来避免std::optional<T&>. 那么现在就变成了std::optional<std::reference_wrapper<T>>。但是我建议不要使用这种方法，因为 1）它太冗长了，无法同时编写签名（尾随返回类型为我们节省了一点）和它的使用（我们必须调用std::reference_wrapper<T>::get()以获得真正的引用），以及 2）大多数程序员已经被指针折磨了，所以这就像一种本能反应，当他们收到一个指针时，他们首先测试它是否为空，所以现在这不是什么大问题。