为什么我在使用std::variant时会收到std::bad_variant_access错误？

Question

考虑：

#include <variant>
#include <iostream>

int main()
{
    double foo = 666.666;
    std::variant<double, uint64_t> v = foo;
    std::cout << std::get<uint64_t>(v) << std::endl;
    return 0;
}

这会导致：

terminate called after throwing an instance of 'std::bad_variant_access'
  what():  Unexpected index
Aborted (core dumped)

为什么？

我理解 std::variant 应该是 union 的替代品。但如果这种基础的东西都失败了，那还有什么用处呢？

- juzzlin

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union 不适合用于类型转换。如果读取不同于上次写入的 union 成员，则这种行为总是未定义的行为。 - Yksisarvinen

你的 variant 中没有 uint64_t，你为什么期望它能给你一个？我会翻译成：在 variant 中没有 uint64_t 类型，你为何期待它会给你一个？ - NathanOliver

你将其分配为双精度浮点数，但读取时却作为整数。你期望什么？使用联合来进行这样的操作会进入未定义行为领域，因此抛出异常要好得多。 - Timo

如果您想这样做，那么用C++实现的方法是使用memcpy将double类型转换成uint64_t类型。 - NathanOliver

“但是如果这种基础的东西都失败了，它还有什么用处呢？”我认为这是基础知识成功的一个很好的例子 :-) - Barry

Answer 1

我理解std::variant是union的替代品。但是你对C++中的union存在误解。来自cppreference：

读取最近未被写入的联合成员是未定义行为。许多编译器实现了一种非标准语言扩展，能够读取不活动的联合成员。

请注意，这与C不同，这是常见误解的一个根本原因，即访问非活动成员在C++中也是允许的。

为什么？

因为std::variant模拟了联合，但增加了一些安全性，std::get是...

基于索引的值访问器：如果v.index() == I，则返回对存储在v中的值的引用。否则，抛出std::bad_variant_access异常。如果I不是变量中的有效索引，则调用无效。

.

但如果这种基础性的东西都失败了，那还有什么用呢？在C++中，联合体从来没有被设计成像这样使用。联合体主要是为了节省内存，当你想把两个或更多的值挤进同一块内存时使用（但任何时候只使用其中一个）。我从未遇到过真正的用例。然而，std::variant是C++类型的一个不错的补充。更大的图景是，早期已经有所谓的乘积类型，比如std::pair，它们能够表示的值的集合是T1 x T2。现在，通过std::variant（和std::any），C++也拥有了适当的（带有一定程度的类型安全性，这是联合体无法提供的）和类型的总和类型，即std::variant可以表示的值的集合是T1 + T2（对于使用松散符号的表述，抱歉，希望它很清晰）。

- 463035818_is_not_a_number

Answer 2

std::variant是一种“类型安全的联合体”，这意味着它将检查您从中获取的是最后存储在其中的类型。在这个例子中，您正在存储一个double，但尝试获取一个uint64_t。

请参阅此处的文档： https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/variant/get

基于类型的值访问器：如果v持有T的替代品，则返回对存储在v中的值的引用。否则，抛出std :: bad_variant_access。如果T不是Types的唯一元素，则调用无效....

- Buddy