C++ any容器的介绍与简易实现

一、any容器是什么？

1、any“不是”模板类，any是一种很特殊的容器。
2、any只能容纳一个元素，但这个元素可以是任意的类型，可以是基本数据类型（int、double、string、标准容器或者任何自定义类型）。
3、一种动态（类型检查只发生在运行时）语言特性的数据结构。
4、C++17引入，需要RIIT支持，VS默认是没有支持C++17的，需要自己修改设置，如果不能使用any，请修改标准。

二、any类摘要

class any
{
public:
	any(); //默认构造
	any(const any& _That); //拷贝构造
	template<class _ValueType>
		any(_ValueType&& _Value);
	~any();	//析构
	any& operator=(const any& _That); //拷贝复制
	void reset();//清空内容
	void swap(any& _That); //交换语义
	bool has_value() const; //是否持有值
	const type_info& type() const; //获取类型信息
	template<class _Decayed>
	_Decayed * _Cast(); //若*this包含_decay类型的值，返回一个指向它的指针
};

//辅助函数
void swap(any& _Left, any& _Right); //交换语义
template<class _ValueType,class... _Types>
inline any make_any(_Types&&... _Args);	//工厂函数
template<class _Ty>
_Ty any_cast(const any& _Any);	//访问元素，运行时类型检查，不一致则抛出bad_any_cast异常。并且含有多个重载版本。

C++typeid关键字详解:

三、any类用法

#include<iostream>
#include<any>
#include<vector>
#include<set>
using namespace std;
int main() {
	any Int = 69,//整型
	Double = 8.8,	//浮点型
	CStr = "hello",	//字符数组
	Str = string("world!");	//string类
	vector<any> anys = { Int, Double, CStr, Str }; //可直接放入序列容器中
	//set < any > any_set{ Int,Double,CStr,Str }; //Error:不能直接放入关联容器内,需要提供operator<，但 any 很难比较
	cout << *Int._Cast<int>() << endl; //T* _Cast<typenampe T>():返回any对象的"值"，但需要一个模板参数确定对象值的类型
	cout << *Double._Cast<double>() << endl;
	cout << *CStr._Cast<char const *>() << endl;
	cout << *Str._Cast<string>() << endl;
	
	std::any any = std::make_any<int>(10);
	if (typeid(int) == any.type())
		int i = std::any_cast<int>(any);
	//double d = std::any_cast<double >(any); //抛出bad_any_cast异常
	return 0;
}
//OutPut:
//69
//8.8
//hello
//world!

注意：
any的析构函数删除内部holder对象。如果类型是指针，any并不会对指针执行delete操作，所有any保存原始指针对造成内存泄漏。完美解决方法是用共享智能指针std::shared_ptr<T>包装存入any容器。

四、any实现原理：

通过使用模板构造函数擦除模板类的参数类型。

1、存储：
定义一个基类Base，再派生一个模板类Data，对二者再进行一次封装，构造一个Any类，使用Any类的模板构造函数来构造一个Data对象，这样就能存储任何数据类型。

2、取值：
只能存，但还无法把元素取出，所以Any必须有一个基类Base指针的成员变量，存储构造好的Data对象，使用模板函数_Cast()，利用其模板参数Type，进行一个再将Base类强制转换为Data< Type > 对象。

基本上是这个原理吧。

附超简版代码：

#include<iostream>
#include<any>
using namespace std;
class Any {
public:
	template<typename T>
	Any(T t) :base(new Data<T>(t)) {}//模板构造函数
	template<typename T>
	T _Cast() {
		return dynamic_cast<Data<T>*>(base.get())->value;	//强制转换
	}
private:
	class Base {
	public:
		virtual ~Base() {} //确定Base为多态类型
	};
	template <typename T>
	class Data :public Base {
	public:
		Data(T t) :value(t) {}
		T value;
	};
	unique_ptr<Base> base;	//基类指针
};
int main() {
	Any a(string("s123")), b = 1, c = 12.0;
	cout << a._Cast<string>() << endl;			/*调用get函数必须要填写模板参数，我感觉这样大大折扣了any的作用*/
	cout << b._Cast<int>() << endl;				/*我想能否在构造的时候就确认参数的类型，保证_Cast调用的时候不需要使用模板参数*/
	cout << c._Cast<double>();
	return 0;
}

参考

C++中VS2019下STL的std::any深入剖析
C++17 any类（万能容器）详解
Boost中的容器boost::any

文章来自：https://blog.csdn.net/qq_43148810/article/details/119389563

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