c++ - 不安全， `noexcept` 和访问 `std::variant` 的无开销方式

Question

std::variant提供以下访问功能:

• std::get_if : 将 pointer 指向 variant，将 pointer 返回给 alternative。

  template <std::size_t I, typename... Ts> 
  auto* std::get_if(std::variant<Ts...>* pv) noexcept;
  

  • If pv is not a null pointer and pv->index() == I, returns a pointer to the value stored in the variant pointed to by pv. Otherwise, returns a null pointer value.

    这意味着 get_if 的实现大致如下所示:

    template <std::size_t I, typename... Ts> 
    auto* std::get_if(std::variant<Ts...>* pv) noexcept
    {
        if(pv == nullptr) return nullptr;
        if(pv->index() != I) return nullptr;
        return &(pv->real_get<I>());
    }
    

• std::get : reference 到 variant，返回 reference 到 alternative，throw 无效访问.

  template <std::size_t I, typename... Ts>
  auto& std::get(std::variant<Ts...>& v);
  

  • If v.index() == I, returns a reference to the value stored in v. Otherwise, throws std::bad_variant_access.

    这意味着 get 的实现大致如下所示:

    template <std::size_t I, typename... Ts> 
    auto& std::get(std::variant<Ts...>& v)
    {
        if(v.index() != I) throw std::bad_variant_access{};
        return v.real_get<I>();
    }
    

---

我想要一个不安全的访问函数:

• 是noexcept。

• 对 variant 进行引用，避免任何 pv == nullptr 检查。

• 如果v.index() != I，则有未定义的行为。

为什么？因为在某些情况下，我可以 100% 确定特定的 variant 实例在代码路径中包含特定类型。此外，它在编写已经单独检查过的通用代码时很有用 v.index() != I (例如，编写我自己的 visit) .

示例实现:

template <std::size_t I, typename... Ts> 
auto& unsafe_get(std::variant<Ts...>& v)
{
    return v.real_get<I>();
}

标准中有这样的东西吗？我没找到。如果不是，是否可以为 std::variant 实现，或者我是否需要推出我自己的 variant 实现？

Answer 1

正如@T.C 所指出的。在评论中，您的第一个和第三个 desiderata 是互不相容的。这在 N3279 中有详细说明。 ，标题为“图书馆中 noexcept 的保守使用”。

基本上有两类契约(Contract):窄契约(Contract)和宽契约(Contract)。函数或操作的范围契约不指定任何未定义的行为。这样的契约(Contract)没有先决条件。在标准库中，只有具有广泛契约的函数才被标记为 noexcept。

OTOH，窄 契约(Contract)是不宽的契约(Contract)。当以违反记录契约的方式调用时，功能或操作的狭窄契约会导致未定义的行为。它们不能标记为 noexcept。相反，您可以期望的最好结果是它们被记录为“抛出:无”。

看起来你运气不好，在当前的 std::variant 提案中没有提供这种未经检查的访问。