Modern C++ std::visit从实践到原理

前言

std::visit 是 C++17 中引入的一个模板函数，它用于对给定的 variant、union 类型或任何其他兼容的类型执行一个访问者操作。这个函数为多种可能类型的值提供了一种统一的访问机制。使用 std::visit，你可以编写更通用和灵活的代码，而无需关心具体是哪种类型的值。

实践

 市面上大部分例子都是只访问一个variant, 我们写个不同的，实际visit支持一下放入多个variant, 参考语法：

 

#include <iostream>
#include <variant>
#include <string>
using namespace std;// Define alternative types
using Variant1 = std::variant<int, double>;
using Variant2 = std::variant<int,char>;struct MyVisitor {//对每一种组合都必须定义一个处理函数。少一个编译都会失败。void operator()(int value1, int value2) const {std::cout << value1<<value2<<endl;}void operator()(int value1, char value2) const {std::cout << value1<<value2<<endl;}void operator()(double value1, int value2) const {std::cout << value1<<value2<<endl;}void operator()(double value1, char value2) const {std::cout <<value1<<value2<<endl;}
};int main() {Variant1 var1;Variant2 var2;var1 = 42;var2 = 100;std::visit(MyVisitor{}, var1, var2); var1 = 3.14;var2 = 'a';std::visit(MyVisitor{}, var1, var2);return 0;
}

啰嗦一句，因为我们四个函数体相似，正是用模板的好时机，把它们改成一句话：

    void operator()(auto&& value1, auto&& value2) const {std::cout << value1<<value2<<endl;  }

如果不放心，丢到cppinsights里看看展开：

四个函数不论手写还是自动生成缺一不可，它们其实是两个variant的alternative types的组合，即int/double 与 int/char的所有组合。缺一不可和gcc的实现有关，下面会说到。

visit的原理

这次我们不看晦涩的代码，而是通过GDB快速理解visit的原理。

调试到21行 std::visit(MyVisitor{}, var1, var2);

s进入，慢慢到下面这个位置：

 打印__vtable: 它生成了一个2*2的二维数组，里面放了函数指针，对应所有组合。

不要被名字所误解，vtable不是virtual table的意思。

此时var1 var2里面装的都是int，都是各自类型列表中的第一个类型 （var1.index(), var2.index()）, __func_ptr应该取得了__vtable[0][0]的值即0x40160f

 确实如此。

咱们这是从现象推原理，如果还想了解vtable怎么生成的，可能这篇文章对你有帮助：

Variant Visitation – Michael Park

Variant Visitation V2 – Michael Park