std::optional（C++17）

一句话

一个用来表示“值可能不存在”的容器，比返回 bool 加指针或输出参数更安全、更直观。

头文件

#include <optional>

核心 API 速查

操作	签名	说明
构造	optional()	默认构造，不包含值
赋空值	optional& operator=(nullopt_t)	将状态置为无值
检查含值	explicit operator bool() const	存在值时返回 true
检查含值	bool has_value() const	同上
取值	T& operator*()	解引用获取值（未定义无值时行为）
安全取值	T& value()	取值，无值时抛出 bad_optional_access
取值或默认	T value_or(const T& default_value) const	有值返回值，无值返回默认值
就地构造	T& emplace(Args&&... args)	在原位构造值
重置	void reset() noexcept	销毁已包含的值

最小示例

#include <iostream>
#include <optional>
#include <string>

std::optional<std::string> find(bool b) {
    return b ? std::optional<std::string>{"found"} : std::nullopt;
}

int main() {
    auto res = find(false);
    std::cout << res.value_or("not found") << '\n';

    if (auto val = find(true))
        std::cout << *val << '\n';
}

嵌入式适用性：高

• 零开销抽象，无值时仅占用一个 bool 大小的存储空间，不涉及堆分配
• 可替代裸指针作为可能失败的函数返回值，避免空指针解引用风险
• C++17 起即完全支持，C++23 后成员函数全面 constexpr，进一步拓宽适用场景

编译器支持

GCC	Clang	MSVC
待补充	待补充	待补充

另见

• cppreference: std::optional

---

部分内容参考自 cppreference.com，采用 CC-BY-SA 4.0 许可