Поскольку опциональная цель состоит в том, чтобы позволить нам использовать объекты с формальным неинициализированным дополнительным состоянием, интерфейс может попытаться максимально следовать интерфейсу базового типа<T>. Чтобы выбрать правильную степень принятия нативного интерфейса<T>, необходимо отметить следующее: Даже если все операции, поддерживаемые экземпляром типа<T>, определены для всего диапазона значений для такого типа,<optional<T>>расширяет такой набор значений новым значением, для которого большинство (иначе действительных) операций не определены в терминах<T>.

Кроме того, поскольку<optional<T>>сама по себе является всего лишь<T>оберткой (моделирование<T>супертипа), любая попытка определить такие операции по неинициализированным опциональным вариантам будет полностью искусственной.<T>.

Эта библиотека выбирает интерфейс, который следует из интерфейса<T>только для тех операций, которые хорошо определены (w.r.t типа<T>), даже если любой из операндов не инициализирован. Эти операции включают в себя: строительство, копирование, присвоение, обмен и реляционные операции.

Для операций доступа к значениям, которые не определены (w.r.t тип<T>), когда операнд неинициализирован, выбирается другой интерфейс (который будет объяснен далее).

Также наличие возможно неинициализированного состояния требует дополнительных операций, не предусмотренных самим<T>, которые поддерживаются специальным интерфейсом.

Lexically-hinted Value Access in the presence of possibly uninitialized optional objects: The operators * and ->

Особенностью указателя является то, что он может иметьнулевое значение указателя. Этоспециальноезначение, которое используется для указания на то, что указатель вообще не относится к какому-либо объекту. Другими словами, значения нулевых указателей передают понятие несуществующих объектов.

Это значение значения нулевого указателя позволило указателям стать стандартомде-фактодля обработки необязательных объектов, потому что все, что вам нужно сделать, чтобы обратиться к значению, которого у вас на самом деле нет, это использовать нулевое значение указателя соответствующего типа. Указатели использовались в течение десятилетий— со времен C APIs до современных библиотек C++— додля обозначения факультативных (то есть, возможно, несуществующих) объектов; особенно в качестве дополнительных аргументов для функции, но также довольно часто в качестве факультативных членов данных.

Возможное присутствие нулевого значения указателя делает операции, которые получают доступ к значению указателя, возможно, неопределенными, поэтому выражения, которые используют операторы отсчета и доступа, такие как:<( *p =2)>и<( p->foo())>, неявно передают понятие факультативности, и эта информация связана с синтаксисомвыражений. То есть наличие операторов<*>и<->>говорят сами по себе — без какого-либо дополнительного контекста— что выражение будет неопределенным, если подразумеваемый указатель фактически не существует.

Такаяде-фактоидиома для обозначения факультативных объектов может быть формализована в виде понятия:<OptionalPointee>понятие. Эта концепция фиксирует синтаксическое использование операторов<*>,<->>и контекстное преобразование в<bool>для передачи понятия факультативности.

Однако указатели хороши дляссылкина необязательные объекты, но не особенно хороши для обработки необязательных объектов во всех других отношениях, таких как инициализация или перемещение / копирование их. Проблема заключается в мелкой копии семантики указателей: если вам нужно эффективно перемещать или копировать объект, одних указателей недостаточно. Проблема в том, что копии указателей не подразумевают копии указателей. Например, как обсуждалось в мотивации, указатели сами по себе не могут быть использованы для возврата необязательных объектов из функции, потому что объект должен перемещаться из функции в контекст вызывающего.

Решение проблемы мелкой копии, которая часто используется, заключается в том, чтобы прибегнуть к динамическому распределению и использовать интеллектуальный указатель для автоматического управления деталями этого. Например, если функция необязательно возвращает объект<X>, она может использовать<shared_ptr<X>>в качестве возвращаемого значения. Однако это требует динамического распределения<X>. Если<X>— это встроенный или небольшой POD, то этот метод очень беден с точки зрения требуемых ресурсов. Факультативные объекты по существу являются значениями, поэтому очень удобно использовать автоматическое хранение и глубококопирующую семантику для манипулирования дополнительными значениями, как мы делаем с обычными значениями. Указатели не имеют этой семантики, поэтому не подходят для инициализации и переноса необязательных значений, но довольно удобны для обработки доступа к возможному неопределенному значению из-за идиоматической помощи, присутствующей в концепции<OptionalPointee>, воплощенной указателями.

Optional<T> as a model of OptionalPointee

Для операций доступа к значениям<optional<>>операторы<*>и<->>лексически предупреждают о возможно неинициализированном состоянии, апеллируя к знакомой семантике указателей w.r.t. к нулевым указателям.

	Caution
	Однако особенно важно отметить, что<optional<>>объекты не являются указателями.<optional<>>не является и не является образцом.

Например,<optional<>>не имеет мелкой копии, поэтому не является псевдонимом: два различных опциональных значения никогда не относятся ктому жезначению, если<T>сам по себе не является ссылкой (но может иметьэквивалентзначения). Следует иметь в виду разницу между<optional<T>>и указателем, особенно потому, что семантика реляционных операторов различна: поскольку<optional<T>>является оберткой значений, реляционные операторы глубоки: они сравнивают необязательные значения; но реляционные операторы для указателей неглубоки: они не сравнивают значения указателей. В результате вы можете заменить<optional<T>>на<T*>в некоторых ситуациях, но не всегда. В частности, на общем коде, написанном для обоих, вы не можете использовать реляционные операторы напрямую и должны использовать функции шаблона<equal_pointees()>и<less_pointees()>вместо этого.