c++ - std::optional 与 "unused/default"值的用法

Question

我正在编写一个表示按钮的类。这个按钮可能有也可能没有各种属性，比如写在上面的文本、快捷方式、纹理或平面颜色填充。因此，例如，如果此按钮没有设置任何纹理，则会跳过纹理绘制过程。

我的第一个解决方案是使用默认值，表示给定的属性未使用(如果颜色的 alpha 值为 0，颜色填充绘图将被跳过等)。

我的另一个选择是使用新添加的 std::optional，这会更清晰、更易于使用。

这里是提到的两个例子:

class Button {
    void draw() {
        if (fill)
            drawRectangle(*fill);
        if (sprite)
            drawSprite(*sprite);
        if (font)
            drawText(name, *font);
    }

    std::optional<std::string> font;
    std::optional<std::string> sprite;
    std::optional<Color> fill;
}

class Button {
    void draw() {
        if (fill.alpha != 0)
            drawRectangle(fill);
        if (sprite != "")
            drawSprite(sprite);
        if (font != "")
            drawText(name, font);
    }

    std::string font;
    std::string sprite;
    Color fill;
}

在这种情况下使用 std::optional 的优点和缺点是什么？我主要感兴趣的是内存使用和开销差异。

另外，我是否应该调用 value() 并捕获异常，而不是使用 if 检查可选值是否包含值？

Answer 1

就开销而言，它主要以空间的形式存在。 optional总是占用它存储的任何内容，加上一个 bool 值，加上任何额外的填充以进行对齐。例如，std::string通常实现为 24 字节，8 字节对齐。一个optional<string>然后将是 25 个字节，但由于对齐，它最终将成为 32 个字节。对于原始类型(int 或枚举)，它通常会将所需的存储空间从 4 字节增加到 8 字节，或类似的东西。

就性能而言，在这种情况下，除了缓存效果之外没有区别(如果优化器是智能的)。比较 std::string空字符串文字可能会优化为调用 std::string::empty (你可能应该这样写)，这只是检查一个整数是否为零，这与你对 Color 的比较相同，这与检查 bool 值是否为零基本相同。

也就是说我喜欢optional ;我认为它更清楚地传达了代码的意图。但是，如果您有非常明显的哨兵值，那么它可能就不那么有值(value)了。

在某些情况下，您可以吃蛋糕，也可以选择紧凑型:https://github.com/akrzemi1/compact_optional .它具有与常规可选项相同的外部接口(interface)，但是您给它一个标记值，它使用该标记来存储丢失的状态。虽然可能无法很好地适用于所有类(class)。