C++ 库 - <expected>

C++ 中的<expected> 头文件提供了各种函数和操作，用于以能够表达预期值的存在或意外错误的方式处理值或错误。

它类似于 std::optional，但此外，还能够存储在预期值不存在时信息。此 <expected> 头文件是通用实用程序库的一部分。

包含 <expected> 头文件

要在您的 C++ 程序中包含 <expected> 头文件，可以使用以下语法。

#include <expected>

<expected> 头文件的函数

以下是 <expected> 头文件中所有函数的列表。

序号	函数及描述
1	operator->, operator* 这些函数提供对预期值的访问。
2	operator bool, has_value 这些函数检查对象是否包含预期值。
3	value 此函数返回预期值。
4	error 此函数返回意外值。
5	value_or 如果存在，此函数返回预期值；否则，返回另一个值。
6	error_or 如果存在，此函数返回意外值；否则，返回另一个值。

检索值

在以下示例中，我们将使用 value() 在存在的情况下检索预期值。

#include <iostream>
#include <expected>
int main() {
    std::expected<int, std::string> result = 42;  
    if (result.has_value()) {
        std::cout << "Expected value: " << result.value() << std::endl;  
    } else {
        std::cout << "Unexpected error: " << result.error() << std::endl;
    }
    return 0;
}

输出

如果我们运行上述代码，它将生成以下输出：

Expected value: 42

单子操作

单子操作提供了一种操作和转换预期对象中值或错误的方法。

序号	函数及描述
1	and_then 如果存在，此函数返回给定函数对预期值的返回值；否则，返回预期本身。
2	transform 如果存在，此函数返回包含已转换预期值的预期；否则，返回预期本身。
3	or_else 如果预期对象包含预期值，此函数返回预期本身；否则，返回给定函数对意外值的返回值。
4	transform_error 如果预期对象包含预期值，此函数返回预期本身；否则，返回包含已转换意外值的预期。

单子操作示例

在以下示例中，我们将使用 and_then() 函数将 multiply_by_two 应用于预期值 (21)，返回一个包含结果 (42) 的新 std::expected 对象。

#include <iostream>
#include <expected>
std::expected<int, std::string multiply_by_two(int x) {
    return x * 2;
}
int main() {
    std::expected<int, std::string> result = 21;
    auto new_result = result.and_then(multiply_by_two);  

    if (new_result.has_value()) {
        std::cout << "New expected value: " << new_result.value() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Unexpected error: " << new_result.error() << std::endl;
    }
    return 0;
}

输出

如果我们运行上述代码，它将生成以下输出：

New expected value: 42

修饰符

std::expected 中的修饰符是允许我们修改预期对象的状态或内容的函数。

序号	函数及描述
1	emplace 此函数就地构造预期值，替换任何现有的值或错误。
2	operator bool, has_value 此函数交换两个对象的内容。

修改值

在以下示例中，我们将使用 emplace()，它将任何当前状态（无论它包含值还是错误）替换为新的预期值 (10)。

#include <iostream>
#include <expected>
int main() {
    std::expected<int, std::string> result = std::unexpected("Initial error");
    result.emplace(10);

    if (result.has_value()) {
        std::cout << "Replaced with new expected value: " << result.value() << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Unexpected error: " << result.error() << std::endl;
    }
    return 0;
}

输出

如果我们运行上述代码，它将生成以下输出：

Replaced with new expected value: 10

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