强类型枚举

文章参考

爱编程的大丙 (subingwen.cn)

1. 枚举

1.1 概述

在C/C++中的枚举来自于C，处于设计上简单的目的，枚举往往对应到整型数值。：

// 匿名枚举
enum {Male, Female};				// 0, 1
// 有名枚举
enum Color {Red, Yellow=2, Blue};	// 0, 2, 3

枚举成员默认从0开始，随后向下递增，也可以自己为某个枚举成员指定值，而下面的枚举成员依旧是递增的。

1.2 缺陷

重定义：

在C/C++中，枚举的名字以及枚举的成员名都是全局可见的，访问时也不需要::符，而是按照全局量的方式直接访问，这就很容易导致重定义的问题。

EG：

• 代码：

  enum China {Beijing, Dongjing};
  enum Japan {Dongjing, Daban};
  

• 分析：此时编译会报错：Redefinition of enumerator 'Dongjing'。这时由于两个Dongjing都是全局可见的，因此发生了重定义。

隐式转换：

由于C中枚举被设计为常量数值别名的版型，所有枚举的成员都可以被隐式的转换为整形，但有时我们不想这么做。

2. 强类型枚举

C++11引入枚举类，又名强类型枚举(strong-typed enum)。

定义：

// 默认底层类型为int
enum class Color {Red, Green, Blue};
// 指定类型：
enum class Color: char {Red, Green, Blue};

其中：

• 指定的底层类型可以是除了wchar_t以外的任何整形。
  • wchar_t：双字节类型或宽字符类型，是C/C++的一种扩展的存储方式，一般为16位或32位。主要用在国际程序的实现中。

优点：

• 强作用域：强类型枚举成员的名称不会被输出到其父级作用域空间，且必须使用有名枚举，例如：Color::Red。
• 转换类型限制：强枚举类型的值不能和整形进行隐式的转换。

注意：

• 在声明强类型枚举的时候，除了使用enum class，也可以使用enum struct，二者没有区别。
• enum class没有共有、私有之分，也不会使用模板来支持泛化的声明。

EG：

• 代码：

  enum class China { Shanghai, Dongjing, Beijing, Nanjing, };
  enum class Japan:char { Dongjing, Daban, Hengbin, Fudao };
  int main()
  {
      int m = Shanghai;           // error
      int n = China::Shanghai;    // error
      if ((int)China::Beijing >= 2)
      {
      	cout << "ok!" << endl;
      }
      cout << "size1: " << sizeof(China::Dongjing) << endl;
      cout << "size2: " << sizeof(Japan::Dongjing) << endl;
      return 0;
  }
  

• 分析：

  • 第5行：错误。强类型枚举具有强作用域，必须通过枚举名::才能访问到枚举成员。
  • 第6行：错误。强类型枚举禁止枚举成员和整形进行隐式转换。
  • 第7行：正确。在将强类型枚举的枚举成员和整形进行比较之前做了强制类型转换。
  • 第11行：输出4，因为强类型枚举的地城类型值默认为int。
  • 第12行：输出1，因为显式制定了该强类型枚举的类型为char。

3. 对原有枚举进行扩展

强类型枚举虽然好用，但它带有浓厚的C++风格，和原有的属于C的枚举不相容。为了配合强类型枚举，C++11对原有的枚举类型进行了扩展：

• 底层类型：可以显式指定枚举的底层类型，方式和强类型枚举一致，在枚举名称后加上:type，且type可以是除了wchar_t之外的任何整形。如果不指定，默认依旧是int类型。

  enum Colors: char{ Red, Yellow, Blue };
  

  注意：不像强类型枚举，扩展后枚举依旧支持隐式类型的转换。

  enum Colors: char{ Red, Yellow, Blue };
  int n = Colors::Red;
  

• 作用域：C++11规定枚举成员的名字除了输出到父级作用域，还在枚举类型定义的作用域中有效：

  enum Colors: char{ Red, Yellow, Blue };
  int main(void){
      // C++11之前
      Colors c1 = Red;
      // C++11的扩展语法
      Colors c2 = Colors::Red;
      return 0;
  }