C++ std::variant与std::any的区别

Question

C++17引入了std::variant和std::any，它们都能在一个对象下存储不同类型的值。对我来说，它们有些相似（它们是吗？）。

此外，std::variant限制了除这个之外的输入类型。为什么我们应该优先选择使用更简单的std::any而不是std::variant呢？

- masoud

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std::variant 只能使用预定义的一组类型，而 std::any 则可以与 任何类型 一起使用。哪个更好取决于您的用例。 - πάντα ῥεῖ

@πάνταῥεῖ：什么是“预定义类型集”？ - masoud

大致上来说，第一个是编译时，第二个是运行时。 - Evg

没有std::any的std::visit()，在可能的情况下，这应该是更喜欢std::variant的一个有效理由，以我个人看来。 - max66

在我看来，这就像是 void* 和 union 之间的比较。 - Ayxan Haqverdili

Answer 1

检查越多的问题在编译时检查，运行时错误就越少。

variant 保证它包含列表中的一种类型 (加上值为空的异常)。 它提供了一种方法，让您保证操作它的代码使用 std::visit 考虑 variant 中的每个 case，甚至是对于 pair 的 variant(或更多) 的每个 case。

any 不会这样做。 使用 any 最好的办法是“如果类型不完全符合我要求，则某些代码将无法运行”。

variant 存在于自动存储中。 any 可能使用自由存储区； 这意味着 any 具有性能和 noexcept(false) 问题，而 variant 则没有。

对于包含 N 种类型的 any，检查它是 O(N) -- 对于 variant 来说是 O(1)。

any 是一个装扮起来的 void*。 variant 是一个装扮起来的 union。

any 无法存储非可复制或非可移动类型。 variant 可以。

variant 的类型是代码读者的文档。

通过 API 传递 variant<Msg1，Msg2，Msg3> 使操作变得明显；通过传递 any 则意味着理解 API 需要可靠的文档或阅读实现源代码。

任何被静态类型语言所困扰的人都会理解使用 any 的风险。

这并不意味着 any 是不好的；它只是不能像 variant 一样解决问题。作为可复制的对象，用于类型擦除的目的，它可能非常有用。运行时动态类型有其存在的意义，但这个存在的意义并非“无处不在”，而是“在你无法避免它的地方”。

- Yakk - Adam Nevraumont

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一个简洁明了的解释是：“any 类型就像是一个经过装饰的 void* 指针，variant 类型就像是一个经过装饰的 union 联合体”。 - TonySalimi

Answer 2

区别在于对象存储在由std::variant分配的内存中： cppreference.com - std::variant 与联合类似，如果变体保存某个对象类型T的值，则T的对象表示直接分配在变体本身的对象表示中。变体不允许分配额外（动态）内存。而对于std::any则不可能实现这一点。

因此，std::variant仅需要一个内存分配来存储std::variant本身，并且它可以保留在堆栈上。

- t.niese

Answer 3

除了永远不使用额外的堆内存之外，variant 还有一个优点：您可以使用 std::visit 访问 variant，但不能访问 any。

- HolyBlackCat