#33. [모던 C++ STL] optional(C++17)

• (C++17~) optional이 추가되어 값이 있을 수도 있고, 없을 수도 있는 데이터를 처리할 수 있어, 미확정 상태, 값을 처리하기 부적절한 상태, 함수 리턴값 성공 여부 처리를 좀더 단순하게 할 수 있습니다.

개요

UI 의 체크박스를 보면,

1. 사용자에 의해 체크한 상태 : 체크 상태로 표시합니다.
2. 사용자에 의해 체크를 해제한 상태 : 언체크 상태로 표시합니다.
3. 사용자가 아무런 선택도 안한 기본 상태(미확정 상태) : 미확정 상태로 표시합니다.

의 3가지 상태가 필요할 수 있습니다.

혹은 문서내의 여러 개체들을 선택하고 너비를 수집했을때

1. 너비가 모두 동일한 상태 : 너비를 표시합니다.
2. 너비가 서로 다른 상태(값을 표시하기 부적절한 상태) : 너비를 표시하지 않습니다.

일 수 있습니다.

이런 미확정 상태나 값을 표시하기 부적절한 상태 처리를 위해 nullptr을 활용할 수 있는데요,

bool* option = nullptr;

*option = true; // check 상태
*option = false; // uncheck 상태
 
 delete option;
 option = nullptr; // 값이 없음. 미확정 상태, 값을 표시하기 부적절한 상태

아무래도 멀쩡한 값을 포인터로 처리하다 보니 사용이 불편하고, delete를 해야 하는 부담이 있었습니다.

또한 실패할 수 있는 리턴값 처리시에도 다음과 같이 성공시의 값과, 성공 여부를 리턴해야 하는 불편함도 있었습니다.

std::map<int, std::string> m;

// first : 성공시에 사용할 값
// second : 성공 여부
std::pair<std::map<int, std::string>::iterator, bool> result = m.insert(std::make_pair(0, "data0"));
if (result.second != true) {
    std::cout << "insert fail" << std::endl;
} 

C++17 부터는 optional이 추가되어 값이 있을 수도 있고, 없을 수도 있는 데이터를 처리할 수 있어, 미확정 상태, 값을 처리하기 부적절한 상태, 함수 리턴값 성공 여부 처리를 좀더 단순하게 할 수 있습니다.

항목	내용
= (C++17~)	복사 대입 또는 이동 대입합니다.
emplace() (C++17~)	내부 개체를 생성해서 전달하는 것이 아니라, 내부 개체의 생성자 인수들을 전달하면 any내에서 내부 개체를 직접 생성합니다.
->(), * (C++17~)	값에 접근합니다.
(bool), has_value() (C++17~)	값이 있는지 검사합니다.
value() (C++17~)	값을 리턴합니다. 값이 없으면, bad_optional_access 예외가 발생합니다.
value_or(default) (C++17~)	값이 있으면 값을 리턴하고, 없으면 인자로 전달한 default를 리턴합니다.
emplace() (C++17~)	내부 개체를 생성해서 전달하는 것이 아니라, 내부 개체의 생성자 인수들을 전달하면 optional내에서 내부 개체를 직접 생성합니다.
reset() (C++17~)	내부 개체를 초기화합니다.
swap() (C++17~)	바꿔치기 합니다.
==, != (~C++17)	관리하는 개체를 비교합니다.
<, <=, >, >= (C++17~) <=> (C++20~)	관리하는 개체를 비교합니다.
make_optional() (C++17~)	(작성중)
nullopt_t (C++17~)	optional이 초기화되지 않았을때의 타입입니다.
bad_optional_access (C++17~)	optional에서 value() 사용시 값이 없을때 bad_optional_access 예외가 발생합니다.
and_then() (C++23~)	(작성중)
transform() (C++23~)	(작성중)
or_else() (C++23~)	(작성중)

다음 예에서는 any 개체로 정수 타입과 T타입을 번갈아 가며 사용합니다. reinterpret_cast 대신 any_cast()를 사용하며, delete를 하지 않아도 됩니다.

std::optional<std::string> option{"Kim"};

// 값을 변경합니다.
option = "Lee";

// 값에 접근합니다.
EXPECT_TRUE(option.value() == "Lee");

// 빈값으로 초기화 합니다.
option.reset();

// 값이 있는지 검사합니다.
EXPECT_TRUE(option.has_value() == false);

// = {}으로 빈 값을 대입할 수 있습니다.
option = "Lee";
option = {}; 
EXPECT_TRUE(option.has_value() == false);

// 값이 없으면 예외를 발생합니다.
try {
    option.value();        
}
catch (std::bad_optional_access&) {
    std::cout << "bad_optional_access" << std::endl;
}

// 값이 없으면 사용할 기본값을 전달합니다.
EXPECT_TRUE(option.value_or("empty") == "empty");