函数可能算不出一个整数：解析失败、查找没有命中。用 -1 当哨兵会和合法负数搅在一起。std::optional<int>（C++17）要么有值，要么为空。std::variant<int, std::string> 则在固定几种类型里只保存其中一种，比 C 的 union 知道当前到底是哪一种，析构也会走对。本节先跑 optional，再跑 variant 与 visit，并对照异常。

std::optional

parse_int("42") 有值，if (auto v = ...) 为真，*v 取出整数。parse_int("x") 为空，value_or(-1) 给出默认值而不抛异常。

C++ optional运行
#include <iostream>
#include <optional>
#include <string>

std::optional<int> parse_int(const std::string& s) {
    try {
        return std::stoi(s);
    } catch (...) {
        return std::nullopt;
    }
}

int main() {
    if (auto v = parse_int("42")) {
        std::cout << *v << "\n";
    }
    auto bad = parse_int("x");
    std::cout << bad.value_or(-1) << "\n";
    return 0;
}

输出：

42
-1
  • has_value()：是否持有值。
  • value()：无值时抛 std::bad_optional_access。
  • value_or(d)：无值时返回 d，不抛异常。

std::variant

任意时刻只激活一种类型。用 std::get<T> 取出；类型不对会抛 std::bad_variant_access。holds_alternative<T> 先判断再取。

C++ variant运行
#include <iostream>
#include <string>
#include <variant>

int main() {
    std::variant<int, double, std::string> v = std::string("ok");
    std::cout << std::get<std::string>(v) << "\n";

    v = 3.14;
    if (std::holds_alternative<double>(v)) {
        std::cout << std::get<double>(v) << "\n";
    }
    return 0;
}

输出：

ok
3.14

不抛异常的取法是 std::get_if<int>(&v)，失败返回空指针。需要空状态时，可把 std::monostate 放在类型列表第一位。

std::visit

不想手写一串 holds_alternative 时，把泛型 lambda 交给 visit，编译器按当前类型生成对应调用：

C++ visit运行
#include <iostream>
#include <string>
#include <variant>

int main() {
    std::variant<int, std::string> v = 42;
    std::visit([](const auto& x) { std::cout << x << "\n"; }, v);
    v = std::string("text");
    std::visit([](const auto& x) { std::cout << x << "\n"; }, v);
    return 0;
}

输出：

42
text

与异常、错误码

方式适用
optional失败很常见，且不必区分多种原因
错误码 / expected（C++23）库边界、调用方必须检查返回值
异常跨很多层、失败很少见

本节说明了 optional、variant 与 visit 的用途。下一节介绍chrono：时间点、时长与单位安全的运算。