可空引用的 C++ 惯用方式

Question

我正在编写一个函数，它应该接受 const std::string &，但也接受一个特殊的 nullptr 值。目前，我正在使用 const std::string *。但是，我觉得应该有一种更像 C++ 的方式来执行此任务。

我最强烈的反对意见是按值传递（字符串不会很长，但 64kB 不是我想要复制的东西）。这也意味着我不想要像 optional<T> 这样具有类型 T 的值字段的对象。另外，我不想使用任何外部库。我的项目没有使用 Boost 或 GSL，只是普通的 C++（准确地说是 C++17）。

是否有标准库class（奇迹发生在namespace std）或这种情况下被广泛接受的成语？

Answer 1

写两个函数：

void f(const string *s)
{
    if (s)
    {
        // Use s
    }
    else
    {
        // Don't use s
    }
}

void f(const string &s)
{
    f(&s);
}

Answer 2

如果 std::optional 支持引用，这将是一种奇特的 "modern" 方式。

但是：

没有，而且
有时很花哨，"modern" 并不像宣传的那样。

age-old、tried-and-tested和clear-to-read的解决办法是取指针。这种方法绝对可以完成您需要它做的所有事情。

就这么办，然后继续把宝贵的时间花在更重要的事情上！

Answer 3

另一种方法是提供一个空字符串，您的函数可以通过对象身份检查来检测它：

#include <string>

namespace MyLibrary
{
   static const std::string NULL_STRING;

   void foo(const std::string& str)
   {
      if (&str == &NULL_STRING)
         // ...
      else
         // ...
   }
}

int main()
{
   MyLibrary::foo("Hello, world!");
   MyLibrary::foo("");

   MyLibrary::foo(MyLibrary::NULL_STRING);
}

不过，有人可能会认为这是对 space 的一种浪费，而且我不认为它特别地道。但是，有时我在私有库代码中采用了类似的方法（特别是与默认参数相结合）。

Answer 4

这个问题的一个有趣的方面是我更常见的是反向透视：指定不允许为空的指针的C++方式是什么？答案归结为相同的原则。

指针与引用之间的主要区别是：

可以使指针指向不同的对象。
指针可以为空。

如果您使指针保持不变，第一个差异就会消失。拥有 "nullable reference" 的 C++ 方法是拥有一个常量指针。请注意，我说的是指针是常量，如 T * const，它独立于 pointed-to 对象是常量，如 T const * 或 const T *.

您可能受过训练认为所有指针都是邪恶的，但那是 over-generalization。原始指针是引用可选对象的好方法您不负责其内存。如果您负责释放内存，请使用智能指针，但如果其他人为您持有内存，请使用引用或指针。如果需要对象（不能为空），则使用引用；一个指针，如果它是可选的（可以为 null）。哦，这假定您不需要更改哪个对象是 pointed-to，在这种情况下，引用将不再是一个选项。

话虽这么说，但在特定情况下可能会有其他选择。如果 null 和 not-null 情况之间没有共享代码，那么重载函数可能会更好，例如 void foo(const std::string &) 和 void foo()。这必须与各种 trade-offs 相平衡，包括 API 一致性。选择最适合您情况的方法。

Answer 5

正如你特别要求的一些 STD 库奇迹：STD 库实际上有一个 reference_wrapper 可以与 optional 结合以在某种程度上实现你的要求：

template <class T>
using optional_ref = std::optional<std::reference_wrapper<T>>;

它实际上非常简单，但访问起来有点麻烦：

void foo(optional_ref<std::string> str)
{
    if (str)
        printf("%s", str->get().c_str());
}

从调用站点来看，它工作得很好：

std::string str;
foo(str); // passes a reference
foo({}); // passes nothing

话虽如此，我也不认为使用 ;) 是个好主意（请参阅已接受的答案）。

可空引用的 C++ 惯用方式

C++ idiomatic way for nullable reference

c++

nullable

reference