枚舉vs強類型枚舉

Question

我是C++編程的初學者。

今天我遇到一個新主題：強類型enum。我已經研究了一下，但直到現在我無法找出爲什麼我們需要這個，以及它的用法是什麼？

例如，如果我們有：

enum xyz{a, b, c}; 
/*a = 0, b = 1, c = 2, (Typical C format)*/ 

爲什麼我們需要這樣寫：

enum class xyz{a, b, c}; 

什麼是我們想在這裏做什麼？ 我最重要的疑問是如何使用它。 你能否提供一個小例子，這會讓我明白。

Answer 1

OK，第一個例子：舊式枚舉沒有自己的範圍：

enum Animals {Bear, Cat, Chicken}; 
enum Birds {Eagle, Duck, Chicken}; // error! Chicken has already been declared! 

enum class Fruits { Apple, Pear, Orange }; 
enum class Colours { Blue, White, Orange }; // no problem! 

其次，他們含蓄地轉換爲整數類型，這可能會導致奇怪的現象：

bool b = Bear && Duck; // what? 

最後，您可以指定C++ 11枚舉的基本整數類型：

enum class Foo : char { A, B, C}; 

以前，未指定基礎類型，這可能會導致平臺之間的兼容性問題。 編輯在評論中指出，您也可以在C++ 11中指定「舊式」枚舉的基本整型。

Answer 2

對於C-enums，enum class的值確實是enum class的類型，而不是underlying_type。

enum xyz { a, b, c}; 
enum class xyz_c { d, f, e }; 

void f(xyz x) 
{ 
} 

void f_c(xyz_c x) 
{ 
} 

// OK. 
f(0); 
// OK for C++03 and C++11. 
f(a); 
// OK with C++11. 
f(xyz::a); 
// ERROR. 
f_c(0); 
// OK. 
f_c(xyz_c::d); 

Answer 3

有一篇關於枚舉的好文章this IBM page，它非常詳細，寫得很好。以下是一些重要的要點：

作用域枚舉解決了常規枚舉引起的大多數限制：完整類型安全性，定義明確的基礎類型，作用域問題和前向聲明。

• 您通過禁止所有範圍枚舉到其他類型的隱式轉換來獲得類型安全性。
• 您得到一個新的作用域，並且枚舉不再在封閉作用域中，從名稱衝突中保存自身。
• 作用域枚舉使您能夠指定枚舉的基礎類型，對於作用域枚舉，如果選擇不指定它，則默認爲int。
• 任何具有固定基礎類型的枚舉都可以前向聲明。

Answer 4

枚舉範圍

枚舉的統計員出口到周邊範圍。這有兩個缺點。首先，如果在同一範圍內聲明的不同枚舉中的兩個枚舉器具有相同的名稱，則可能導致名稱衝突;其次，不可能使用具有完全限定名稱的枚舉器，包括枚舉名稱。

enum ESet {a0, a, a1, b1, c3}; 
enum EAlpha{a, b, c} 

select = ESet::a; // error 
select = a;  // is ambigious 

Answer 5

枚舉類（「新枚舉」，「強枚舉」）解決三個問題，與傳統的C++枚舉：

1. 傳統enums隱式轉換爲int，導致錯誤，當有人不希望的枚舉作爲一個整數。
2. 傳統enums將他們的統計員輸出到周圍的範圍，導致姓名衝突。
3. 無法指定enum的基礎類型，導致混淆，兼容性問題，並且使前向聲明變得不可能。

enum class（「強枚舉」）是強類型和範圍的：

enum Alert { green, yellow, orange, red }; // traditional enum 

enum class Color { red, blue }; // scoped and strongly typed enum 
            // no export of enumerator names into enclosing scope 
            // no implicit conversion to int 
enum class TrafficLight { red, yellow, green }; 

Alert a = 7;    // error (as ever in C++) 
Color c = 7;    // error: no int->Color conversion 

int a2 = red;    // ok: Alert->int conversion 
int a3 = Alert::red;  // error in C++98; ok in C++11 
int a4 = blue;   // error: blue not in scope 
int a5 = Color::blue;  // error: not Color->int conversion 

Color a6 = Color::blue; // ok 

如圖所示，傳統枚舉照常上班，但你現在可以選擇用枚舉的名字資格。

新的枚舉類型是「枚舉類」，因爲它們將傳統枚舉（名稱值）的方面與類的方面（作用域成員和沒有轉換）相結合。

能夠指定的基本類型允許枚舉的簡單的互操作性和保證尺寸：枚舉

enum class Color : char { red, blue }; // compact representation 

enum class TrafficLight { red, yellow, green }; // by default, the underlying type is int 

enum E { E1 = 1, E2 = 2, Ebig = 0xFFFFFFF0U }; // how big is an E? 
               // (whatever the old rules say; 
               // i.e. "implementation defined") 

enum EE : unsigned long { EE1 = 1, EE2 = 2, EEbig = 0xFFFFFFF0U }; // now we can be specific 

這也使前向聲明：

enum class Color_code : char;  // (forward) declaration 
void foobar(Color_code* p);  // use of forward declaration 
// ... 
enum class Color_code : char { red, yellow, green, blue }; // definition 

基礎類型必須是一個有符號或無符號整數類型;默認爲int。

在標準庫，enum類用於：

1. 映射系統特定的錯誤代碼：在<system_error>：enum class errc;
2. 指針安全指標：<memory>：enum class pointer_safety { relaxed, preferred, strict };
3. I/O流誤區：<iosfwd>：enum class io_errc { stream = 1 };
4. 異步通訊錯誤處理：在<future>：enum class future_errc { broken_promise, future_already_retrieved, promise_already_satisfied };

其中幾個已運營商，如==定義。