Add "[C++ 筆記] 好用的 optional"

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+slug: "[C++ 筆記] 好用的 std::optional"
+title: "[C++ 筆記] 好用的 std::optional"
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+toc: true
+authors:
+    - awin
+tags:
+    - c++
+categories:
+    - Programming
+series:
+    - C++ 筆記
+date: 2019-12-22T00:00:00
+lastmod: 2019-12-22T00:00:00
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+
+> since C++17
+
+[`std::optional`](https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/optional) 讓 function 的回傳值多了一個選擇：**有值**或是 `nullopt`。
+
+<!--more-->
+
+例如我們有一個 function 要從某個檔案讀值出來（或是去 DB 查一個東西之類的需求），就假設我們要讀一個 int，我們也許會這樣寫：
+```cpp
+int readData(std::string filePath) {
+    ...
+    int data = readFromFile(...);
+    ...
+
+    return data;
+}
+```
+
+但如果要讀的檔案不存在呢？這時候要 return 什麼呢？所以這時候我們會改成這樣寫：
+```cpp
+bool readData(std::string filePath, int& readData) {
+    FILE* file = fopen(...)
+    if (!file) {
+        return false;
+    }
+
+    readData = readFromFile(...);
+
+    return true;
+}
+```
+
+我們用一個回傳值代表檔案讀取失敗與否，要是檔案存在且開啟成功，那麼 `readData` 這個回傳值就代表我們讀到的值。要是回傳值是 `false`，那 `readData` 就沒有意義。  
+但是這樣會讓傳入跟傳出的參數混在一起，第一時間也不容易直覺的分辨出來，像這種情況 Python 就清楚很多：
+```python
+def readData(filePath):
+    data = None
+    try:
+        with open(filePath, "rb") as f:
+           data = f.read(...)
+        return data
+    except FileNotFoundError as e:
+        return None
+
+value = readData("123.txt")
+if value:
+    pass # Do something...
+```
+可以像 Python 那樣都從回傳值來判斷嗎？ `std::optional` 可以達到這個目的：
+```cpp
+std::optional<int> readData(std::string filePath) {
+    FILE* file = nullptr;
+    fopen_s(&file, filePath.c_str(), "rb");
+    if (!file) {
+        return std::nullopt;
+    }
+
+    int readData;
+    fread(&readData, 1, sizeof(readData), file);
+    fclose(file)
+
+    return readData;
+}
+
+auto result = readData("123.txt");
+if (result) {
+    auto value = result.value();
+    // Use value here...
+}
+
+// 或是這樣寫也可以
+if (result == std::nullopt) {
+    // Error handle here
+} else {
+    auto value = result.value();
+    // Use value here...
+}
+```
+
+雖然用起來沒辦法讓 C++ 像 Python 那麼簡單，但是 `std::optional` 確實讓整段 code 看起來更清楚了。  
+除了 [`std::optional<T>::value()`](https://en.cppreference.com/w/cpp/utility/optional/value) 以外，還有其他的取值方法：
+```cpp
+std::optional<std::string> name;
+
+// Some process...
+
+if (name)
+{
+    printf("name = %s\n", (*name).c_str());
+}
+```
+
+如果 `std::optional` 包含的是 struct 或是 class，也可以用 `->` 來直接存取 member（或 member function）：
+```cpp
+struct User {
+    uint32_t    id;
+    std::string name;
+    int32_t     age;
+};
+
+std::optional<User> user;
+
+// Some process...
+
+if (user) {
+    printf("id   = %d\n", user->id);
+    printf("name = %s\n", user->name.c_str());
+    printf("age  = %d\n", user->age);
+}
+```