为什么 std::visit 必须有单一返回类型？

玩耍的同时std::variant and std::visit出现了以下问题：

考虑以下代码：

using Variant = std::variant<int, float, double>;

auto lambda = [](auto&& variant) {
  std::visit(
    [](auto&& arg) {
      using T = std::decay_t<decltype(arg)>;
      if constexpr (std::is_same_v<T, int>) {
        std::cout << "int\n";
      } else if (std::is_same_v<T, float>) {
        std::cout << "float\n";
      } else {
        std::cout << "double\n";
      }
    },
  variant);
};

它工作得很好，如以下示例所示：

lambda(Variant(4.5));    // double
lambda(Variant(4.f));    // float
lambda(Variant(4));      // int

那么为什么以下会失败：

using Variant = std::variant<int, float, double>;

auto lambda = [](auto&& variant) {
  std::visit([](auto&& arg) { return arg; }, variant);
};

auto t = lambda(Variant(4.5));

由于静态断言

static_assert failed due to requirement '__all<is_same_v<int
      (*)(__value_visitor<(lambda at main.cc:25:7)> &&,
      __base<std::__1::__variant_detail::_Trait::_TriviallyAvailable, int, float,
      double> &), float (*)(__value_visitor<(lambda at main.cc:25:7)> &&,
      __base<std::__1::__variant_detail::_Trait::_TriviallyAvailable, int, float,
      double> &)>, is_same_v<int (*)(__value_visitor<(lambda at main.cc:25:7)> &&,
      __base<std::__1::__variant_detail::_Trait::_TriviallyAvailable, int, float,
      double> &), double (*)(__value_visitor<(lambda at main.cc:25:7)> &&,
      __base<std::__1::__variant_detail::_Trait::_TriviallyAvailable, int, float,
      double> &)> >::value' "`std::visit` requires the visitor to have a single
      return type."

std::visit显然可以推导出类型arg正如成功的例子所示。那么为什么要求有单一返回类型呢？

编译器是Apple LLVM version 10.0.1 (clang-1001.0.46.4) but gcc version 8.3.0失败并出现类似错误。

返回类型为std::visit仅取决于访问者的类型和传递给它的变体。这就是 C++ 类型系统的工作原理。

如果你想std::visit要返回一个值，该值需要在编译时就具有类型，因为所有变量和表达式在 C++ 中都具有静态类型。

事实上，您通过了Variant(4.5)（因此“显然访问将返回双精度”）在该特定行中不允许编译器改变类型系统的规则 -std::visit return type根本无法根据变体进行更改value您通过了，并且不可能仅从type访客和type的变体。其他一切都会产生极其奇怪的后果。

This https://en.wikipedia.org/wiki/Type_system#Static_type_checking维基百科文章实际上基本上讨论了您所遇到的确切情况/问题，只是用了一个if而不是更复杂的std::visit版本：

例如，考虑一个包含以下代码的程序：

if <complex test> then <do something> else <signal that there is a type error>

即使表达式在运行时始终计算为 true，大多数类型检查器也会将程序视为错误类型而拒绝，因为静态分析器很难（如果不是不可能）确定不会采用 else 分支。

如果你希望返回的类型是“variant-ish”，你必须坚持std::variant。例如，您仍然可以这样做：

auto rotateTypes = [](auto&& variant) {
  return std::visit(
    [](auto&& arg) -> std::variant<int, float, double> {
      using T = std::decay_t<decltype(arg)>;
      if constexpr (std::is_same_v<T, int>) {
        return float(arg);
      } else if (std::is_same_v<T, float>) {
        return double(arg);
      } else {
        return int(arg);
      }
    },
  variant);
};

推导的返回类型std::visit那么就是std::variant<int, float, double>- 只要您不决定一种类型，您就必须保留在变体中（或在单独的模板实例化中）。您不能“欺骗”C++ 放弃使用变体上的身份访问者的静态类型。