14.4. Boost.Variant

Boost.Variant 和 Boost.Any 之间的不同点在于 Boost.Any 可以被视为任意的类型， 而 Boost.Variant 只能被视为固定数量的类型。 让我们来看下面这个例子。

#include <boost/variant.hpp> 
 
int main() 
{ 
  boost::variant<double, char> v; 
  v = 3.14; 
  v = 'A'; 
} 

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Boost.Variant 为我们提供了一个定义在 boost/variant.hpp 中的类： boost::variant 。 既然 boost::variant 是一个模板， 你必须要指定至少一个参数。 Variant 所存储的数据类型就由这些参数来指定。 上面的例子就给 v 指定了 double 类型和 char 类型。 注意， 一旦你将一个 int 值赋给了 v， 你的代码将不会编译通过。

当然， 上面的例子也可以用一个 union 类型来实现， 但是与 union 不同的是： boost::variant 可以储存像 std::string 这样的 class 类型的数据。

#include <boost/variant.hpp> 
#include <string> 
 
int main() 
{ 
  boost::variant<double, char, std::string> v; 
  v = 3.14; 
  v = 'A'; 
  v = "Hello, world!"; 
} 

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要访问 v 中的数据， 你可以使用独立的 boost::get() 函数。

#include <boost/variant.hpp> 
#include <string> 
#include <iostream> 
 
int main() 
{ 
  boost::variant<double, char, std::string> v; 
  v = 3.14; 
  std::cout << boost::get<double>(v) << std::endl; 
  v = 'A'; 
  std::cout << boost::get<char>(v) << std::endl; 
  v = "Hello, world!"; 
  std::cout << boost::get<std::string>(v) << std::endl; 
} 

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boost::get() 需要传入一个模板参数来指明你需要返回的数据类型。 若是指定了一个非法的类型， 你会遇到一个运行时而不是编译期的错误。

所有 boost::variant 类型的值都可以被直接写入标准输入流这样的流中， 这可以在一定程度上让你避开运行时错误的风险。

#include <boost/variant.hpp> 
#include <string> 
#include <iostream> 
 
int main() 
{ 
  boost::variant<double, char, std::string> v; 
  v = 3.14; 
  std::cout << v << std::endl; 
  v = 'A'; 
  std::cout << v << std::endl; 
  v = "Hello, world!"; 
  std::cout << v << std::endl; 
} 

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想要分别处理各种不同类型的数据， Boost.Variant 为我们提供了一个名为 boost::apply_visitor() 的函数。

#include <boost/variant.hpp> 
#include <boost/any.hpp> 
#include <vector> 
#include <string> 
#include <iostream> 
 
std::vector<boost::any> vector; 
 
struct output : 
  public boost::static_visitor<> 
{ 
  void operator()(double &d) const 
  { 
    vector.push_back(d); 
  } 
 
  void operator()(char &c) const 
  { 
    vector.push_back(c); 
  } 
 
  void operator()(std::string &s) const 
  { 
    vector.push_back(s); 
  } 
}; 
 
int main() 
{ 
  boost::variant<double, char, std::string> v; 
  v = 3.14; 
  boost::apply_visitor(output(), v); 
  v = 'A'; 
  boost::apply_visitor(output(), v); 
  v = "Hello, world!"; 
  boost::apply_visitor(output(), v); 
} 

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boost::applyvisitor() 第一个参数需要传入一个继承自 boost::static_visitor 类型的对象。 这个类必须要重载 operator()() 运算符来处理 boost::variant 每个可能的类型。 相应的， 例子中的 _v 就重载了三次 operator() 来处理三种可能的类型： double， char 和 std::string。

再仔细看代码， 不难发现 boost::static_visitor 是一个模板。 那么，当 operator()() 有返回值的时候， 就必须返回一个模板才行。 如果 operator() 像例子那样没有返回值时， 你就不需要模板了。

boost::apply_visitor() 的第二个参数是一个 boost::variant 类型的值。

在使用时， boost::apply_visitor() 会自动调用跟第二个参数匹配的 operator()() 。 示例程序中的 boost::apply_visitor() 就自动调用了三个不同的 operator 第一个是 double 类型的， 第二个是 char 最后一个是 std::string。

boost::apply_visitor() 的优点不只是“自动调用匹配的函数”这一点。 更有用的是， boost::apply_visitor() 会确认是否 boost::variant 中的每个可能值都定义了相应的函数。 如果你忘记重载了任何一个函数， 代码都不会编译通过。

当然， 如果对每种类型的操作都是一样的， 你也可以像下面的示例一样使用一个模板来简化你的代码。

#include <boost/variant.hpp> 
#include <boost/any.hpp> 
#include <vector> 
#include <string> 
#include <iostream> 
 
std::vector<boost::any> vector; 
 
struct output : 
  public boost::static_visitor<> 
{ 
  template <typename T> 
  void operator()(T &t) const 
  { 
    vector.push_back(t); 
  } 
}; 
 
int main() 
{ 
  boost::variant<double, char, std::string> v; 
  v = 3.14; 
  boost::apply_visitor(output(), v); 
  v = 'A'; 
  boost::apply_visitor(output(), v); 
  v = "Hello, world!"; 
  boost::apply_visitor(output(), v); 
} 

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既然 boost::apply_visitor() 可以在编译期确定代码的正确性， 你就该更多的使用它而不是 boost::get()。