c++中std::any如何使用_c++万能容器类型【指南】

std::any是c++17引入的类型安全容器，可存储任意可复制构造类型（如int、std::String、自定义Struct、std::shared_ptr），但不能存void、不完整类型、抽象类、数组、函数类型或std::unique_ptr。

std::any 是什么，能存哪些东西

std::any 是 C++17 引入的类型安全容器，用来持有任意可复制（Copyconstructible）类型的单个值。它不是“万能容器”——不能存 void、不完整类型、抽象类对象，也不能直接存数组或函数类型（但可以存 std::function 这样的包装器）。

常见误用是把它当 void* 或 python 的 Object 用，结果在 std::any_cast 时抛出 std::bad_any_cast。

• 能存：int、std::string、自定义 struct（只要满足复制构造）、std::shared_ptr
• 不能直接存：int[5]、void()、std::unique_ptr（因不可复制）
• 注意：std::any 内部使用小对象优化（SOO），小类型（如 int）不堆分配；大类型会动态分配内存

怎么安全地存和取值：必须用 std::any_cast

存值很简单：std::any a = 42; 或 std::any a{std::string("hello")};。但取值必须用 std::any_cast，且类型必须完全匹配（包括 const/volatile 限定符）。

错误示例：std::any a = 3.14; int x = std::any_cast(a); —— 运行时报 std::bad_any_cast。

立即学习“C++免费学习笔记（深入）”；

• 安全取值方式一（抛异常）：double x = std::any_cast(a);
• 安全取值方式二（检查后取）：if (a.type() == typeid(std::string)) { auto s = std::any_cast<:string>(&a); }
• 注意：std::any_cast 返回引用，std::any_cast 返回副本；对大对象优先用引用避免拷贝

std::any 和 std::variant、void* 的关键区别

std::any 不是替代 std::variant 的方案。前者运行时类型擦除、支持任意类型；后者编译期枚举有限类型集合、零开销、无异常风险。

对比 void*：std::any 自动管理内存生命周期，支持移动/复制语义，类型信息不丢失；void* 完全靠程序员保证类型安全，极易出错。

• 选 std::any：需要泛化配置项、插件系统中传递未知类型参数、反射场景
• 选 std::variant：状态机、AST 节点、协议字段（已知有限类型）
• 避免 void*：现代 C++ 中几乎没正当理由再用它做类型擦除

性能和生命周期要注意的坑

std::any 的构造、赋值、析构都有潜在开销：小类型快，大类型触发堆分配；析构时需调用所存对象的析构函数，若类型无 noexcept 析构，可能抛异常（影响容器操作如 std::vector<:any> 的异常安全性）。

• 不要把 std::any 当作高频读写字段（比如循环体内反复 cast）
• 存储自定义类型时，确保其析构函数是 noexcept（尤其放入容器时）
• 清空用 a.reset()，而不是赋 std::any{}（后者构造空 any，前者明确释放）
• 用 a.has_value() 判断是否为空，别依赖 type() == typeid(void)（未定义行为）

真正麻烦的从来不是“怎么塞进去”，而是“怎么知道里面是什么、能不能安全拿出来”。std::any 把类型检查从编译期推到运行期，代价就是你得自己设计好类型发现与转换逻辑——比如配合 std::type_info 查表，或用访问者模式封装。