C++23的Optional::transform和Optional::and_then有什么区别？

Question

C++23 添加了一些关于可选值的“一元式”功能，作为

optional<T>

:

的方法

optional<T>::and_then()

（忽略

this

的限定词）：

template<class F> constexpr auto and_then(F&& f); 

退货 对包含的值调用 f 的结果（如果存在）。 否则，返回返回类型的空值。

optional<T>::transform()

（忽略

this

的限定词）：

template<class F> constexpr auto transform(F&& f);

如果

std::optional

包含值，则返回

f

，其中包含对所包含值调用

*this

的结果。否则，返回此类类型的空

std::optional

。

那么，这两个函数不是做同样的事情吗？

Answer 1

假设您有一个

optional<T1>

值。

• transform()

  可让您将选项传递给

  T2 foo(T1 x)

  ;
等函数

• and_then()

  可让您将选项传递给

  optional<T2> bar(T1 x)

  ;
等函数

...最后得到一个

optional<T2>

。因此，

transform()

会将函数的输出“重新装箱”为可选值，而

and_then()

将期望函数自行返回装箱值。

您可能还会认为

transform

就像

std::transform

：您将一个函数应用于“每个元素”；在容器中，它可以是任意数量的元素，在可选元素中，它可以是 0 或 1 个元素。

_{另请参阅这个问题。}

Answer 2

and_then

仅接受

T -> std::optional<U>

类型的函数（而

transform

可以自由接受返回任何类型的函数）。

如果您只是

transform

使用这样的功能，您将得到一个

std::optional<std::optional<U>>

。

and_then

然后将

std::optional<std::optional<U>>

压平成

std::optional<U>

。

这就是所有单子：

transform

由类型级别

flatten

组成。想想

range<range<U>>

和

future<future<U>>

。

Answer 3

and_then

是单子

bind

又名

flatmap

又名

>>=

transform

是函子

map

。

一般可以用

map

来表达

bind

，但反之则不然，因为函子不一定是单子。当然，

std::optional

的特定 monad 可以随时打开，因此这两个函数都可以用普通的 C++23 之前的

std::optional

API 来表达。因此，为什么 C++ 标准定义这两个函数的问题并不比为什么它定义这两个函数的问题更好。也许标准希望为程序员提供一个独立的标准函数接口和标准单子接口。这两个界面本身都是有用且重要的。