将可选属性表示为 C++ 类成员

Question

我正在生成基于模式的 C++ 代码。存在实体，每个实体都包含属性，每个属性都具有相应的数据类型。现在的问题是其中一些属性是“可选的”，这意味着它们不必是类声明的一部分。但是，在 C++ 中，某些东西要么是类的成员，要么不是类的成员，没有诸如“可选数据成员”之类的概念。

实体将是类名，属性将是类成员。我不确定如何表示现有 C++ 概念中标记为“可选”的属性。

Answer 1

标准答案是std::optional。这是表达模型中可能存在或不存在的值的语义准确方式。

当创建这样一个模型时，对于架构中的每个可选字段，您都会生成一个对应的std::optional-wrapped 条目。然后，在反序列化的时候，可以用std::none标记一个缺失的入口，在访问的时候，客户端代码必须检查实际值是否存在¹。

如果您的对象很大，并且您希望避免不必要地存储空白空间²，则下一个选择是std::unique_ptr。它具有指针语义的缺点，但在其他情况下仍然是这种情况的有效工具。

如果成员是非常动态的，例如可能的集合有几十个或几百个，但典型的利用率只会看到几个，键值存储（例如std::map）可能是一个更好的主意；那么您只能存储一种类型的值。使用std::variant 作为映射值类型可能会稍微缓解这种情况，这为您提供多种可能性之一，或者std::any，它可以有效地保存任何内容，同时失去类型安全性。

最终决定将取决于您的确切型号和使用特性。

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¹ 如果客户端代码需要T，并且对字段的访问为它们提供optional<T>，则解包步骤将/应检查是否存在实际值。这是使用optional 的主要原因。

²sizeof(optional<S>) 最常见的是sizeof(S) + 1，但由于对齐规则可以变得更大。本文的Performance&Memory 部分很好地展示了它。