從 void 到 std::any：現代 C++ 類型系統的進化之路
嘿嘿！親愛的碼農小伙伴們 ?? ，今天咱們要一起探索一個超級炫酷的 C++17 新特性 -std::any ??！
想象一下，你是一位魔法師 ??♂?，口袋里有個神奇的百寶箱 ??，不管是數字 ??、字符串 ??、還是你自己發明的各種稀奇古怪的類型 ??，統統都能往里面塞！這不就是我們今天要認識的新朋友std::any 嘛~ 它就像是代碼世界里的哆啦A夢口袋 ??，百變又神奇！
為什么需要 std::any?
我們先來聊聊在 C++17 之前，我們是怎么處理"存儲任意類型數據"這個讓人頭疼的問題的～
想象一下，你是個魔法師學徒 ??♂?，需要一個百寶袋來存放各種神奇的物品。但是在 C++17 之前，我們只有一些不太完美的選擇...
首先，我們試過用void* 指針這個調皮的小家伙 ??：
void* data = nullptr;
data = new int(42); // 往袋子里放個數字
data = new std::string(); // 再放個字符串哎呀呀～這個方法就像是蒙著眼睛往袋子里塞東西 ??，不僅容易摔跤（類型不安全），還得自己記得打掃衛生（手動管理內存）。多不優雅呀！
那要不試試聯合體(union)？這個小機靈鬼看起來挺不錯的 ??：
union Data {
int n;
float f;
char str[20];
};但是等等！這個小家伙有點挑食呢 ?? —— 它只喜歡簡單的類型，遇到std::string 這樣的復雜類型就搖頭說"不要不要"了～
那繼承體系呢？讓所有物品都繼承自一個基類 ??：
class Base {
virtual ~Base() = default;
};
class Derived : public Base { /*...*/ };
std::vector<Base*> items;嗯...這就像是要求所有的魔法物品都得先去魔法學校注冊一樣 ??，太麻煩啦！而且還得處理各種類型轉換，就像給每個物品都貼上標簽一樣繁瑣～
但是！現在我們有了std::any 這個超級百寶箱 ?！它就像是哆啦A夢的四次元口袋一樣神奇：
- 想放什么類型就放什么類型 ??
- 不用擔心內存泄漏 ??
- 類型安全又可靠 ???
- 使用起來簡單又方便 ??
讓我們繼續往下看，看看這個神奇的百寶箱要怎么用吧！??
基礎用法
來來來，讓我們一起召喚出這個超級神奇的魔法百寶箱吧！??? 就像打開哆啦A夢的四次元口袋一樣令人期待呢~
#include <any>
#include <iostream>
int main() {
std::any magicBox; // 噠噠！變出一個百寶箱 ??
magicBox = 42; // 哇！塞進去一個神秘數字 ??
magicBox = "魔法咒語"; // 嘿咻！變成了一串神秘咒語 ?
magicBox = 3.14159; // 噗！又變成圓周率啦 ??
// 讓我們念個咒語，看看能變出什么來~
if (magicBox.has_value()) { // 先偷偷看看盒子里有沒有東西 ??
// 先確認一下類型是否匹配 ??
if (magicBox.type() == typeid(double)) {
double value = std::any_cast<double>(magicBox);
std::cout << "變變變，出來吧！? " << value << std::endl;
} else {
std::cout << "咦？這不是我要的類型呢~ ??" << std::endl;
}
}
}哇哦！看到了嗎？這個神奇的百寶箱簡直就像是會魔法一樣呢！?? 它就像是一個調皮的變色龍 ??，可以隨心所欲地變成任何類型。今天是個活潑的整數 ??，明天可能就搖身一變成了優雅的字符串 ??，后天說不定又變成了神秘的浮點數 ?? 呢！
我們用type() 和typeid 來檢查類型，就像是用魔法鏡子 ?? 先看看盒子里裝的是什么，確認無誤后再打開，這樣就不會有意外啦！而has_value() 就像是偷偷掀開盒子的一角，看看里面是不是真的藏著寶貝 ??。
是不是感覺編程也可以這么有趣呀？就像在魔法學校上課一樣，每天都能學到新的咒語，創造出更多神奇的魔法！? 快來試試這個百變魔法盒吧~ ????
實戰示例：打造魔法世界的背包系統 ??
嘿嘿，小伙伴們！既然我們已經掌握了std::any 這個神奇的魔法 ?，不如來點更有趣的？讓我們一起打造一個超級可愛的游戲背包系統吧！想象你是個小魔法師 ??♂?，口袋里裝著各種神奇的道具...
首先，我們需要一些有趣的道具類型，就像在魔法商店里挑選寶貝一樣 ??：
#include <any>
#include <string>
#include <vector>
#include <iostream>
// 先來幾個有趣的道具類型 ??
struct Weapon {
std::string name;
int damage;
};
struct Potion {
std::string color;
int healing;
};
struct Coin {
int value;
};看看這些可愛的道具！我們有威力十足的武器 ??、神奇的藥水 ??，還有閃閃發光的金幣 ??！每個道具都有自己的特點，就像魔法世界里的寶貝一樣～
接下來，讓我們創造一個神奇的背包來裝這些寶貝 ??：
class MagicBag {
std::vector<std::any> items; // 這就是我們的魔法背包啦！??
public:
// 往背包里塞東西，就像變魔術一樣簡單！?
void addItem(const std::any& item) {
items.push_back(item);
std::cout << "哇！背包里多了個神秘物品！" << std::endl;
}
}瞧瞧這個可愛的背包！它就像哆啦A夢的四次元口袋一樣，什么都能裝進去 ??。每次添加物品的時候，背包都會開心地告訴我們："哇！又有新寶貝啦！" ??
但是等等，我們怎么知道背包里裝了什么呢？來看看這個神奇的探索功能 ??：
void inspectBag() {
std::cout << "讓我們看看魔法背包里有什么～ ??" << std::endl;
for (const auto& item : items) {
if (item.type() == typeid(Weapon)) {
auto& weapon = std::any_cast<const Weapon&>(item);
std::cout << "發現一把武器：" << weapon.name
<< "，傷害值：" << weapon.damage << " ??" << std::endl;
}
// ... 其他類型的檢查 ...
}
}
};哇哦！這就像是在玩尋寶游戲一樣呢 ???！每次查看背包，我們都能知道里面藏著什么寶貝。是威力強大的武器？還是神奇的藥水？亦或是閃閃發光的金幣？就讓我們來試試這個神奇的背包吧 ?：
int main() {
MagicBag bag; // 創建一個魔法背包 ?
// 往背包里放些寶貝吧！
bag.addItem(Weapon{"火焰劍", 100}); // 放入一把超酷的武器 ??
bag.addItem(Potion{"藍色", 50}); // 來點神奇藥水 ??
bag.addItem(Coin{1000}); // 當然要帶上金幣啦 ??
bag.inspectBag(); // 讓我們看看背包里都有什么呀～
return 0;
}是不是感覺特別有趣呀？?? 通過這個可愛的背包系統，我們不僅學會了如何使用std::any，還體會到了編程的樂趣！就像在魔法世界里探險一樣，每一行代碼都充滿了驚喜和期待 ??
記住哦，雖然這只是個簡單的例子，但它完美展示了std::any 的神奇之處。在實際開發中，我們可能需要更復雜的系統，但基本原理就是這么簡單又有趣！現在，快拿起你的魔法棒，創造屬于你的魔法背包吧！???
std::any 的高級特性
哎呀，小伙伴們！我們的魔法百寶箱std::any 還藏著好多有趣的小機關呢！?? 讓我們一起來探索這些神奇的魔法吧～
首先，我們來看看怎么確認百寶箱里是不是真的藏著寶貝 ??：
std::any treasureBox; // 創建一個神奇的百寶箱 ?
std::cout << "百寶箱是空的嗎？" << (!treasureBox.has_value() ? "是呀是呀～" : "里面有寶貝哦！") << std::endl;
treasureBox = 42; // 往里面放個幸運數字 ??
std::cout << "現在百寶箱里有寶貝啦！" << (treasureBox.has_value() ? "沒錯！" : "咦？怎么不見了？") << std::endl;哇！has_value() 就像是個調皮的小精靈 ??♀?，幫我們偷偷看看盒子里是不是藏著寶貝呢！
那要是想把寶貝拿出來該怎么辦呢？來看看這個神奇的咒語 ??：
treasureBox = "魔法水晶球"; // 放入一個水晶球 ??
// 在取出寶貝前，先確認一下類型是否正確 ??
if (treasureBox.type() == typeid(int)) {
// 類型匹配，可以安全取出
int value = std::any_cast<int>(treasureBox);
std::cout << "成功取出數字：" << value << " ?" << std::endl;
} else {
std::cout << "哎呀呀～這不是我們要的類型呢！要用對咒語才行哦～ ??" << std::endl;
}看到了嗎？我們先用type() 檢查類型是否匹配，這樣就不會出現意外啦！這就像是在打開百寶箱前，先用魔法鏡子看看里面裝的是什么 ??
還有一個超級厲害的技能，我們可以直接問問盒子里裝的是什么類型的寶貝 ??：
treasureBox = 3.14159; // 放入圓周率 ??
std::cout << "讓我猜猜盒子里是什么類型的寶貝～" << std::endl;
std::cout << "是不是浮點數呢？" << (treasureBox.type() == typeid(double) ? "猜對啦！??" : "猜錯啦！??") << stdtype() 就像是個誠實的小助手 ??，總是會告訴我們盒子里到底藏著什么類型的寶貝～
最后還有一個神奇的重置魔法，可以讓盒子恢復到空空如也的狀態 ?：
treasureBox.reset(); // 施展重置魔法！
std::cout << "盒子被清空啦～" << (!treasureBox.has_value() ? "果然是空的！??" : "咦？還有東西？??") << std::endl;reset() 就像是一個清理咒語 ??，可以讓魔法盒子重新煥然一新，準備裝入新的寶貝！
是不是感覺std::any 越來越有趣了呢？它就像是一個會變魔術的小盒子 ??，不僅能裝各種各樣的寶貝，還能告訴我們里面藏著什么。記得在使用的時候要先檢查類型是否匹配，這樣就不會遇到意外啦！?
記住哦，魔法雖然強大，但也要小心使用～畢竟每次施法都需要消耗一些魔力值（性能開銷）呢！?? 下次遇到需要存儲不同類型數據的場景，就可以想起這個神奇的百寶箱啦！??
使用注意事項
嘿！親愛的魔法師朋友們 ??♂?，在你開始瘋狂使用這個神奇的std::any 百寶箱之前，讓我們來聊聊幾個使用魔法時需要注意的小秘密吧！??
你知道嗎？每次使用std::any 的魔法都需要消耗一些魔力值（也就是運行時開銷）哦！這里說的"魔力值"其實就是程序運行時的性能開銷，主要包括：
- 內存開銷：std::any 需要在堆上動態分配內存來存儲數據 ??
- 類型擦除開銷：它需要額外的機制來記住和管理存儲的類型信息 ??
- 類型檢查開銷：每次取值時都需要進行運行時的類型檢查 ??
- 復制開銷：在存儲和提取值時可能產生額外的對象復制 ??
就像是在玩魔法游戲時要留意魔力條一樣 ??。所以呀，不要太貪心，不是所有東西都要往百寶箱里塞哦！來看個例子：
std::vector<std::any> inventory; // 這是我們的百寶箱 ??
// 不推薦這樣頻繁使用
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
inventory.push_back(std::any(i)); // 每次都消耗魔力值！??
}哎呀呀，這樣會消耗好多魔力值呢！如果你知道只會存儲數字，那還是乖乖用std::vector<int> 吧！??
還有啊，每次從百寶箱里取東西的時候，一定要像個細心的魔法師一樣，先確認類型是否正確哦！不然可能會被std::bad_any_cast 這個調皮的小精靈搗亂呢！??
std::any magicBox = "魔法藥水"; // 放入一瓶藥水 ??
try {
int number = std::any_cast<int>(magicBox); // 糟糕！類型不對！??
} catch (const std::bad_any_cast& e) {
std::cout << "哎呀～搞錯啦！這不是數字而是藥水呢！??" << std::endl;
}誒，對了！如果你已經知道你的百寶箱里只會放特定的幾樣寶貝，比如只放武器??、藥水??和金幣??，那么使用std::variant 這個更專業的魔法容器可能會更好哦！它就像是一個定制版的百寶箱，更安全也更節省魔力值呢！
std::variant<Weapon, Potion, Coin> specialBox; // 專門的百寶箱 ?
specialBox = Weapon{"火焰劍", 100}; // 完美契合！??記住啦，魔法雖然強大，但也要適可而止。就像吃糖果一樣，吃太多可是會蛀牙的哦！?? 選擇合適的魔法工具，讓你的代碼既優雅又高效，這才是一個真正的代碼魔法師呢！?
讓我們一起成為既會用魔法，又懂得節制的智慧魔法師吧！???
相關類型對比
嘿嘿，小伙伴們！既然我們已經認識了神奇的std::any ??，不如來認識認識它的親戚們吧！就像魔法世界里的大家庭一樣，每個成員都有自己的獨特魔法呢～ ?
首先來認識一下std::variant 這位帥氣的表哥 ??：
std::variant<int, std::string, double> magicBox; // 這個盒子只能放特定的寶貝哦！
magicBox = 42; // 放個數字進去 ??
magicBox = "魔法咒語"; // 變成字符串啦 ??看到了嗎？std::variant 就像是個挑剔的魔法盒子，它可不是隨隨便便什么東西都往里塞的！它要提前說好能放什么類型，但正因為這樣，它比std::any 更安全也更節省魔力值呢！??
接下來是可愛的表妹std::optional ??：
std::optional<std::string> maybeSpell; // 可能有魔法咒語，也可能沒有～
if (!maybeSpell.has_value()) {
std::cout << "哎呀，魔法咒語不見啦！??" << std::endl;
}
maybeSpell = "阿拉霍洞開"; // 找到咒語啦！?這個小可愛特別適合處理那些"可能有，可能沒有"的情況，就像薛定諤的貓一樣神奇呢！??
最后是功能強大的堂哥std::function ??：
std::function<int(int, int)> magicSpell; // 這是一個神奇的魔法函數！
magicSpell = [](int a, int b) { return a + b; }; // 設置加法魔法 ?
std::cout << "魔法計算：" << magicSpell(10, 20) << " ?" << std::endl;這位堂哥可厲害啦！他能把各種各樣的函數、lambda 表達式都裝進去，就像是個百變的魔法師傅！??♂?
記住哦，每個魔法工具都有它最擅長的領域：
- 想要百變自由？找std::any ??
- 需要類型安全？選std::variant ???
- 處理可能為空的值？用std::optional ??
- 包裝各種函數？用std::function ??
就像魔法世界里的法術一樣，選對了工具，寫代碼也能變得充滿樂趣呢！現在，快拿起你的魔法棒，去創造屬于你的魔法程序吧！???
