Использует std:: optional <int> так же эффективно, как и использование int?

У меня есть структура данных quad/octree. Im хранит дочерние индексы /ptrs ячейки в массиве. Каждая позиция в массиве представляет местоположение дочернего элемента относительно его родителя, например. в 2D:

// _____________
// |     |     |
// |  2  |  3  |
// |_____|_____|
// |     |     |
// |  0  |  1  |
// |_____|_____|
// for each cell, 4 children are always stored in row-major order
std::vector<std::array<Integer,4>> children;

Я знаю, что максимальное количество детей является подмножеством значений, которые может представлять тип Integer. Таким образом, я могу определить, отсутствует ли в ячейке дочерний элемент, используя значение '' magic '', например -1 для Integer = int, или std::numeric_limits<unsigned>::max() для Integer = unsigned. Это то, что std::optional<Integer> не может принять.

Насколько я понял, это использование магических значений является одним из значений raison d'être std::optional. Тем не менее, я беспокоюсь о производительности std::vector<std::optional<int>> во внутренних циклах.

Итак,

• Будет ли производительность std::vector<std::optional<int>> хуже, чем у std::vector<int>? (Я уже делаю сравнение для "несуществующего" значения).

• Или можно оптимизировать реализацию std::optional, чтобы предлагать такую ​​же производительность, как raw int? И как?

Смешение std::optional в возвращаемом типе моих функций и магических значений в моей структуре данных звучит как очень плохая идея. Я предпочитаю быть последовательным и использовать один или другой (по крайней мере, в том же контексте). Хотя я могу перегрузить функцию, которая выполняет сравнение с магическим числом:

template<T> bool is_valid(const T& t) { 
  return /* comparison with magic value for t */; 
}

для дополнительных типов.

Ответы

class CompressedOptionalUInt
{
    static const unsigned SENTINEL_MISSING = std::numeric_limits<unsigned>::max();
    unsigned value;

public:
    CompressedOptionalUInt(std::optional<unsigned> val) : value(!val? SENTINEL_MISSING: *val) {}
    operator std::optional<unsigned>() const { ... }
};