std::expected::and_then(C++23)

template<class F> constexpr auto and_then(F&& f) &;        // (1)
template<class F> constexpr auto and_then(F&& f) const &;  // (2)
template<class F> constexpr auto and_then(F&& f) &&;       // (3)
template<class F> constexpr auto and_then(F&& f) const &&; // (4)

概要

正常値を保持していれば、正常値に対してfを適用した結果をexpectedとして返す。 エラー値を保持していれば、そのまま返す。

実際には複数オーバーロードが提供されるが、大まかには下記シグニチャのようにみなせる。 and_thenへは、引数リストに1個のT型をとりstd::expected<Return, E>型を返す関数や関数オブジェクトを与える。

template <class T, class E>
class expected {
  template <class Return>
  std::expected<Return, E> and_then(function<std::expected<Return, E>(T)> func);
};

テンプレートパラメータ制約

• (1), (2) : is_constructible_v<E, decltype(error())> == true
• (3), (4) : is_constructible_v<E, decltype(std::move(error()))> == true

適格要件

• (1), (2) : 型Uをremove_cvref_t<invoke_result_t<F, decltype(**this)>>としたとき、次を全て満たすこと
  • Uがexpectedの特殊化である
  • is_same_v<U::error_type, E> == true
• (3), (4) : 型Uをremove_cvref_t<invoke_result_t<F, decltype(std::move(**this))>>としたとき、次を全て満たすこと
  • Uがexpectedの特殊化である
  • is_same_v<U::error_type, E> == true

効果

• (1), (2) : 次の処理と等価
  

  if (has_value())
    return invoke(std::forward<F>(f), **this);
  else
    return U(unexpect, error());
  

• (3), (4) : 次の処理と等価
  

  if (has_value())
    return invoke(std::forward<F>(f), std::move(**this));
  else
    return U(unexpect, std::move(error()));
  

備考

and_thenは、メソッドチェーンをサポートするモナド風(monadic)操作として導入された。

例

#include <cassert>
#include <expected>
#include <string>

// 正数なら2倍／それ以外はエラー値を返す関数
std::expected<int, std::string> twice(int n)
{
  if (0 < n) {
    return n * 2;
  } else {
    return std::unexpected{"out of domain"};
  }
}

int main()
{
  std::expected<int, std::string> v1 = 1;
  assert(v1.and_then(twice).value() == 2);

  std::expected<int, std::string> v2 = 0;
  assert(v2.and_then(twice).error() == "out of domain");

  std::expected<int, std::string> e1 = std::unexpected{"NaN"};
  assert(e1.and_then(twice).error() == "NaN");
}

出力

バージョン

言語

• C++23

処理系

• Clang: ??
• GCC: 13.0 ✅
• ICC: ??
• Visual C++: ??

関連項目

• or_else()
• transform()
• transform_error()

参照

• P2505R5 Monadic Functions for std::expected
• LWG Issue 3877. Incorrect constraints on const-qualified monadic overloads for std::expected
  • C++23で、const修飾版で誤ってエラーになる問題を解消するため、制約がis_copy_constructible_v<E>からis_constructible_v<E, decltype(error())>（右辺値版はdecltype(std::move(error()))）へ変更された
• LWG Issue 3938. Cannot use std::expected monadic ops with move-only error_type
  • C++26で、効果および適格要件で正常値へのアクセスにvalue()ではなく**thisを使うよう修正され、ムーブのみ可能なerror_typeでも使用できるようになった