C++11 新特性——强类型枚举

2017年2月15日 | Oscar | C++

C++11 新特性——强类型枚举

强类型枚举

　　C++ 有一个奇怪的设定，有名字的 enum 类型的名字和 enum 成员的名字都是全局可见的。比如下面这种情况，就会导致编译错误。

enum Type { General, Light, Medium, Heavy };
enum Category { General, Pistol, MachineGun, Cannon }; // 无法通过编译

　　如果能够提示错误，那非常好。但是如果其中一个被新的 namespace 所包围，就很容易出现错误。

namespace T { enum Type { General, Light }; }
namespace { enum Category { General = 1, Pistol }; }
int main() {
    T::Type t = T::Light;
    if(t == General)
        cout << "General Weapon" <<endl; // 输出 General Weapon
    return 0;
}

　　上面的做法是明显错误的，不应该使用 Type::Light 来判断 Category::General 的数值。但是编译器并不会阻止编译（VC14 不会发出警告和错误），那么这就是一个非常难发现的 bug。
　　非强类型作用域，允许隐式转换为整型，占用存储空间以及符号不确定性，都是枚举类的缺点。

强类型枚举对原有枚举类型的拓展

　　声明强类型枚举，只需要在 enum 后面加上关键字 class。

enum class Type { General, Light };

　　相对于普通枚举类型，强枚举类型几乎弥补了传统枚举类型的所有错误:

强作用域，强类型枚举成员的名称不会被输出到其父作用域空间。
转换限制，强类型枚举成员的值不可以与整型隐式转换，但可以进行强制转换。
可以指定底层类型，比如 char，从而节省空间。强类型枚举可以继承除 wchar_t 外所有的整型。形式为：enum class Type : char { … }
符号确定，不同类型的强类型枚举无法进行比较。

C++11 对原有枚举类型的拓展

　　相比于原来的枚举，强类型枚举更像是一个属于 C++ 的枚举。但是为了配合新的枚举类型，C++ 11 对原有的枚举类型进行了拓展。
　　首先，传统枚举类型也可以指定底层数据类型，从而节省空间。其指定方式跟强类型枚举一样。形式为 enum Type : char { … }
　　第二个拓展是作用域的。在 C++ 11 中，枚举成员的名字除了会自动输出到父作用域，也可以在枚举类型定义的作用域有效。比如

enum Type { General, Light };
Type t1 = General;
Type t2 = Type::General；

　　上述两种方法都是合法的形式。程序员也就不会因为不同的枚举类型采用不同的方法来访问。

额外补充

　　在声明强类型枚举的时候，也可以使用关键字 enum struct。但是实际上，enum struct 和 enum class 没有任何区别。因为强类型枚举可以看做既不占用内存又是公开的 static 常量，它完全没有共有私有之分，也不能对 enum class 使用模板来生成。
　　对于匿名 enum class，因为 enum class 是强类型作用域的，所以匿名的 enum class 没有任何作用。VC14 在试图定义匿名 enum class 时会报出错误。

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