Для чего может использоваться std::optional в C++?

std::optional в C++17 используется для представления значения, которое может присутствовать или отсутствовать.

Основные применения:

• Возврат из функций, которые могут завершиться неудачей: Вместо возврата специального "нулевого" значения или использования выходных параметров, функция может вернуть std::optional<T>, где T — тип успешного результата. Если операция успешна, optional содержит значение; если нет – он пуст.

  cpp

• Передача опциональных аргументов функциям: Функция может принимать std::optional<T> в качестве параметра, указывая, что значение этого параметра может быть предоставлено или нет.

  cpp

• Представление отсутствующих состояний в структурах данных: В полях структур или классов, где значение может быть неизвестно или не применимо.

  cpp

• Отличие от указателей на nullptr: std::optional явно выражает семантику опционального значения, в то время как указатель может использоваться для владения или ссылки на объект, а nullptr – лишь один из случаев. std::optional также избегает накладных расходов, связанных с динамическим выделением памяти, если объект создается прямо внутри него.

Ключевые особенности:

• Явность: Явно указывает, что значение может отсутствовать.
• Безопасность: Методы доступа (например, .value()) могут генерировать исключение, если значение отсутствует, предотвращая неопределенное поведение. Безопаснее использовать методы .has_value() или операторы * и -> после проверки.
• Эффективность: Значение хранится непосредственно в optional (малое оптимизирование на уровне стека/владения) или рядом с ним, без накладных расходов на динамическое выделение памяти для самого значения, если только оно не является очень большим объектом или не требуется его полиморфное поведение.

Пример использования:

cpp