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今天可用的可恢复错误写法
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今天可用的可恢复错误写法

第 9.1 节讲的是当前 scpp 会视为“不可恢复”的失败:一旦某个受检操作发现状态不对, 程序就会立刻中止。

但不是所有问题都属于这一类。有时候,一个函数更合理的做法只是说“我现在产不出这 个值”,然后把后续怎么处理交给调用方。今天标准库里处理这种情况的主要工具就是 std::optional<T>。

optional 要么包含一个 T 值,要么什么都不包含。这很适合查找、解析步骤,以及那 些把“没找到”视为正常结果而不是致命 bug 的操作。

对下面每个可以运行的例子,把文件保存成 optional.scpp,然后这样编译运行:

scpp optional.scpp -o optional
./optional

对于那些本来就应该中止的例子,程序会成功编译,但一旦它去向一个空 optional 索要 根本不存在的值,运行就会结束。

当函数“可能有值、也可能没值”时,返回 std::optional<T>

函数可以返回 optional,然后由调用方对 has_value() 分支处理。

import std;

std::optional<int> find_score(int id) {
    if (id == 7) {
        std::optional<int> full{99};
        return full;
    }
    std::optional<int> empty{};
    return empty;
}

int main() {
    std::optional<int> found = find_score(7);
    std::optional<int> missing = find_score(1);

    if (found.has_value()) {
        std::println("score = {}", found.value());
    }
    if (!missing.has_value()) {
        std::println("not found");
    }
    return 0;
}

输出:

score = 99
not found

这里最重要的变化是谁来做决定。find_score 在没有答案时不会中止程序;它只会返 回一个空 optional,再由调用方决定怎样处理这个完全正常的情况。

就算 T 不能默认构造,空 optional 也照样成立

即使 T 自己必须带构造参数,std::optional<T> 仍然可以处于空状态。

import std;

class Ticket {
private:
    int id_{};

public:
    virtual ~Ticket() = default;

    Ticket(int id) : id_{id} {
        return;
    }

    Ticket(const Ticket& other) : id_{other.id_} {
        return;
    }

    int id() const {
        return this->id_;
    }
};

int main() {
    std::optional<Ticket> empty{};
    std::optional<Ticket> full{Ticket{42}};
    std::println("{} {}", empty.has_value(), full->id());
    return 0;
}

输出:

false 42

Ticket 自己没有零参数构造函数,但 optional 仍然可以通过“里面什么都不放”来表达 “现在还没有 ticket”。

reset() 会清掉当前值,另一个 optional 可以把它再填回来

一个 optional 一旦有了值,你可以先把它清回空状态,再用另一个 optional 把它替换掉。

import std;

int main() {
    std::optional<int> answer{7};
    std::println("{} {}", answer.has_value(), answer.value());

    answer.reset();
    std::println("{}", answer.has_value());

    std::optional<int> replacement{9};
    answer = replacement;
    std::println("{}", answer.value());
    return 0;
}

输出:

true 7
false
9

这就形成了一个很直接的状态机:有值、空、再变回有值。关键在于,每一次状态变化都 由调用方显式写出来。

对空 optional 调 value() 仍然是一次受检失败

std::optional 之所以能把“缺失”变成可恢复情况,前提是代码真的先检查再访问。对 空 optional 直接调用 value() 会中止程序。

import std;

int main() {
    std::optional<int> empty{};
    return empty.value();
}

运行时行为:程序会直接中止,因为 empty 里面根本没有 int。

所以 std::optional<T> 不是“没有规则的可空数据”。真正可恢复的部分是显式检查 has_value(),而不是无条件去取值。

到目前为止,今天可用的可恢复错误模式是

最后这个限制正好通向下一节:怎样把 API 先设计成适合以后升级到“同时携带值和错 误说明”的结果类型。

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