std::optional 的最佳替代方案是从方法返回可选值?(使用 C++98/C++11/C++14)

Question

显然，如果使用 C++17 或 boost，std::optional 是从函数返回可选值的最佳选择（另请参阅 GOTW #90）

std::optional<double> possiblyFailingCalculation()

但是，如果一个人坚持使用旧版本（并且无法使用 boost），那么什么是最好的选择？

我看到几个选项：

1. STL 智能指针（仅限 C++11）

   std::unique_ptr<double> possiblyFailingCalculation();
   

   • （+） 与可选用法几乎相同
   • （−） 混淆了指向非多态类型或内置类型的智能指针

2. 将其与布尔值配对

   std::pair<double,bool> possiblyFailingCalculation();
   

3. 旧式

   bool possiblyFailingCalculation(double& output);
   

   • （−） 与新的 C++11 auto value = calculation()样式不兼容

4. DIY 模板：具有相同功能的基本模板很容易编码，但是实现一个强大的std::optional<T>类似模板有什么陷阱吗？

5. 引发异常

   • （−） 有时"无法计算"是一个有效的返回值。

Answer 1

std::optional ，就像它的boost::optional父级一样，是一个非常基本的类模板。它是一个bool，一些存储和一堆方便的成员函数，其中大部分是一行代码和一个断言。

DIY选项绝对是首选。（1） 涉及分配和 （2）、（3） 涉及必须构造一个 T，即使你想要一个空值 - 这对double来说根本不重要，但对于更昂贵的类型来说确实很重要。对于 （5），例外不能替代optional。

您可以随时将您的实现与 Boost 的进行比较。毕竟，这是一个仅包含标头的小型库。

Answer 2

我也会考虑一个哨兵值。

在double的情况下，NaN值（std::numeric_limits<double>::quiet_NaN()）是一个可能的候选值（只有在std::numeric_limits<double>::has_quiet_NaN == true时才有意义）。

关于这种方法有各种意见（例如，如果更喜欢使用 -ffast-math，请查看 NaN 或 false 作为双精度返回值和双精度的良好哨兵值）。

在特定域中，可能还有其他有意义的哨兵值。

无论如何（不仅对于double），我会采用/实现类似 markable （https://github.com/akrzemi1/markable） 的东西来避免魔术值并指示该值可能不存在，并且用户应该检查它的潜在缺失。

有关此方法的其他动机和概述：有效的可选值。

Answer 3

而不是std::optional，请使用此链接中的tl::optional：https://github.com/TartanLlama/optional

它具有与std对应的相同的公共接口，只是它也在 C++98 中编译。

我在生产代码 （C++11） 中使用它并且效果很好！