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C++ Academy · レッスン

std::variant

型安全なunionです

「std::variant」はCoddyKit上の無料C++ Academyレッスンです。 これはレッスン3/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはC++ Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 C++ Academyコースには全4レッスンが含まれています。

型安全なユニオン

std::variantは、固定された型のリストからちょうど1つの値を保持し、どの型の値かを記憶します。使用するには<variant>をインクルードしてください。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double> v = 10;
    std::cout << std::get<int>(v) << "\n";
}

異なる型の値を代入する

variantには、候補となっている任意の型の値を再代入できます。アクティブな候補も自動的に更新されます。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double> v = 5;
    v = 3.14; // now holds a double
    std::cout << std::get<double>(v) << "\n";
}

アクティブな型を確認する

std::holds_alternative<T>(v)は、variantが現在型Tの値を保持しているかどうかを示します。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double> v = 2.0;
    std::cout << std::holds_alternative<double>(v) << "\n";
    std::cout << std::holds_alternative<int>(v) << "\n";
}

index()関数

v.index()は、型のリストにおけるアクティブな型の0から始まる位置を返します。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double, char> v = (char)65;
    std::cout << v.index() << "\n"; // 2
}

std::getによる安全なアクセス

std::get<T>はTがアクティブなら値を返し、そうでなければstd::bad_variant_accessを送出します。無言で無意味な値を返すことはありません。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double> v = 7;
    try {
        std::cout << std::get<double>(v) << "\n";
    } catch (const std::bad_variant_access& e) {
        std::cout << "wrong type!\n";
    }
}

例外を送出しないget_if

std::get_if<T>(&v)は値へのポインターを返し、Tがアクティブでなければnullptrを返します。分岐を減らしたチェックに適しています。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double> v = 9;
    if (auto p = std::get_if<int>(&v))
        std::cout << "int " << *p << "\n";
}

デフォルト構築

デフォルト構築されたvariantは、最初の型を値初期化した値を保持します。最初の型が妥当なデフォルト値になるように、型の順序を決めてください。

#include <iostream>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, double> v; // holds int 0
    std::cout << std::get<int>(v) << "\n";
}

文字列を格納する

生のユニオンとは異なり、variantはstd::stringのような非自明な型も安全に保持できます。ライフタイムは自動的に管理されます。

#include <iostream>
#include <string>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, std::string> v = std::string("hello");
    std::cout << std::get<std::string>(v) << "\n";
}

戻り値の型としてのvariant

variantを返すことで、関数から複数の型のうち1つを返せます。呼び出し側はvariantを調べて、どの型の値が返されたかを確認します。

#include <iostream>
#include <string>
#include <variant>
std::variant<int, std::string> parse(bool ok) {
    if (ok) return 42;
    return std::string("error");
}
int main() {
    auto r = parse(false);
    if (auto s = std::get_if<std::string>(&r)) std::cout << *s << "\n";
}

emplaceによるその場での変更

v.emplace<T>(args...)は、型Tの新しい値をvariantの内部に直接構築し、アクティブな候補を切り替えます。

#include <iostream>
#include <string>
#include <variant>
int main() {
    std::variant<int, std::string> v = 1;
    v.emplace<std::string>("switched");
    std::cout << std::get<std::string>(v) << "\n";
}

Variantを優先する理由

std::variantは、完全な型安全性を備えたユニオンのメモリ効率を提供します。アクティブな型を追跡し、ライフタイムを管理し、間違った型へのアクセスを拒否します。次のレッスンでは、これを処理する最もすっきりした方法を学びます。

理解度チェック

std::variantについての理解を確認しましょう。

まとめ

std::variantについて、次のことを学びました：

  • 複数の型のうち1つを保持し、どの型かを追跡します。
  • holds_alternativeとindex()でアクティブな型を調べます。
  • std::getは型が一致しないと例外を送出し、get_ifはポインターまたはnullを返します。
  • std::stringのような非自明な型も安全に格納できます。

よくある質問

「std::variant」レッスンは無料ですか？

はい。「std::variant」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し（組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター）、C++ Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 C++ Academyコースには全4レッスンが含まれています。

「std::variant」で何を学びますか？

型安全なunionです ブラウザで直接実行するハンズオンコードでC++ Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。

C++ Academyを始めるのに経験は必要ですか？

事前経験は必要ありません。CoddyKitのC++ Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン3/4です。

「std::variant」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか？

ほとんどのCoddyKitレッスンは約5～10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。

このC++ Academyレッスンでコードを書いて実行できますか？

はい。すべてのC++ Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。

このコースのすべてのレッスン

  1. スコープ付きenum class
  2. unionとそのリスク
  3. std::variant
  4. std::visit
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