使用c++11打造好用的variant方法

boost中的variant的基本用法：

复制代码 代码如下:

typedef variant vt;
vt v = 1;
v = '2';
v = 12.32;

　　用variant一个好处是可以擦除类型，不同类型的值都统一成一个variant，虽然这个variant只能存放已定义的类型，但这在很多时候已经够用了。 取值的时候，通过get(v)来获取真实值。然而，当T类型与v的类型不匹配时，会抛出一个bad_cast的异常来。boost的variant抛出的异常往往没有更多的信息，不知道到底是哪个类型转换失败，导致发生异常调试时很不方便。因此，就考虑用c++11去实现一个vairiant, 这个variant可以很容易知道取值时，是什么类型转换失败了。

打造variant需要解决的问题：
第一，要在内部定义一个char缓冲区。

　　缓冲区用来存放variant的值，这个值是variant定义的多种类型中的某种类型的值，因此，这个缓冲区要足够大，能够存放类型最大（sizeof(Type)）的值才可以，这个缓冲区的大小还必须在编译期计算出来。因此需要首先要解决的是variant值存放的缓冲区定义的问题。

第二，要解决赋值的问题。

　　将值赋给vairiant时，需要将该值的类型ID记录下来，以便在后面根据类型取值。将值保存到内部缓冲区时，还需要用palcement new在缓冲区创建对象。另外，还要解决一个问题，就是赋值时需要检查variant中已定义的类型中是否含有该类型，如果没有则编译不通过，以保证赋值是合法的。

第三，要解决取值的问题。

　　通过类型取值时，要判断类型是否匹配，如果不匹配，将详情打印出来，方便调试。

打造variant的关键技术：

1.找出最大的typesize
第一个问题中需要解决的问题是如何找出多种类型中，size最大的那个类型的size。看看如何从多种类型中找出最大类型的size。

复制代码 代码如下:

template
struct MaxType : std::integral_constant(sizeof(T)>MaxType::value ? sizeof(T) : MaxType::value) >

{};

template
struct MaxType : std::integral_constant{};

通过这个MaxType就可以在编译期获取类型中最大的maxsize了：MaxType::value。

2.类型检查和缓冲区中创建对象
第二个问题中需要解决两个问题，1.检查赋值的类型是否在已定义的类型中；2.在缓冲区中创建对象及析构；

先看看如何判断类型列表中是否含有某种类型：

复制代码 代码如下:

template < typename T, typename... List >
struct Contains : std::true_type {};

template < typename T, typename Head, typename... Rest >
struct Contains
    : std::conditional< std::is_same::value, std::true_type,

Contains>::type{};

template < typename T >
struct Contains : std::false_type{};

通过bool值Contains::vaule就可以判断是否含有某种类型。

再看看如何在缓冲区中创建对象。

通过placement new在该缓冲区上创建对象，new(data) T(value);其中data表示一个char缓冲区，T表示某种类型。在缓冲区上创建的对象还必须通过~T去析构，因此还需要一个析构vairiant的帮助类：

复制代码 代码如下:

template
struct VariantHelper;

template
struct VariantHelper {
inline static void Destroy(type_index id, void * data)
{
if (id == type_index(typeid(T)))
((T*) (data))->~T();
else
VariantHelper::Destroy(id, data);
}
};

template<> struct VariantHelper<>  {
inline static void Destroy(type_index id, void * data) { }
};

通过VariantHelper::Destroy函数就可以析构variant了。

3.取值问题
第三个问题中需要解决取值问题，如果发生异常，就打印出详细信息。这个就比较简单了，看后面的实现代码就行了。

c++11中完整的variant是如何实现的：

复制代码 代码如下:

#include
#include
#include
using namespace std;

template
struct MaxType : std::integral_constant(sizeof(T)>MaxType::value ? sizeof(T) : MaxType::value) >

{};

template
struct MaxType : std::integral_constant{};

template < typename T, typename... List >
struct Contains : std::true_type {};

template < typename T, typename Head, typename... Rest >
struct Contains
: std::conditional< std::is_same::value, std::true_type, Contains

Rest...>>::type{};

template < typename T >
struct Contains : std::false_type{};

template
struct VariantHelper;

template
struct VariantHelper {
inline static void Destroy(type_index id, void * data)
{
if (id == type_index(typeid(T)))
((T*) (data))->~T();
else
VariantHelper::Destroy(id, data);
}
};

template<> struct VariantHelper<>  {
inline static void Destroy(type_index id, void * data) { }
};

template
class Variant
{
typedef VariantHelper Helper_t;
public:

Variant(void) :m_typeIndex(typeid(void))
{
}

~Variant()
{
Helper_t::Destroy(m_typeIndex, &m_data);
}

template
bool Is()
{
return (m_typeIndex == type_index(typeid(T)));
}

template
T& Get()
{
if (!Is())
{
cout << typeid(T).name() << " is not defined. " << "current type is " <<

m_typeIndex.name() << endl;
throw std::bad_cast();
}

return *(T*) (&m_data);
}

    template     class = typename std::enable_if

std::remove_reference::type, Types...>::value>::type>
    Variant(T&& value) : m_typeIndex(type_index(typeid(T)))
    {
        Helper_t::Destroy(m_typeIndex, &m_data);
        typedef typename std::remove_reference::type U;
        new(m_data) U(std::forward(value));
    }

private:
char m_data[MaxType::value];
std::type_index m_typeIndex;
};

测试代码：

复制代码 代码如下:

void TestVariant()
{
    typedef Variant cv;
    int x = 10;

    cv v =x;
    v = 1;
    v = 1.123;
    v = "";//compile error
    v.Get(); //1
    v.Get(); //1.23
    v.Get(); //exception: short is not defined. current type is

int.
    v.Is();//true
}

总结：c++11实现的variant在用法上和boost.variant保持一致，但实现更简洁，50行代码搞定。而且还能在抛出异常时提示详细信息，方便调试。

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