C++强类型枚举

传统枚举类型的缺点

• 非强类型作用域

  		enum Type { General, Light, Medium, Heavy };
  		enum Category { General, Pistol, MachineGun, Cannon };
  

  由于General都是全局的名字，因此编译会报错。
• 允许隐式转换为整型

  #include <iostream>
  using namespace std;
  
  enum Type { General, Light, Medium, Heavy };
  // 无法编译通过，重复定义了General
  //enum Category { General, Pistol, MachineGun, Cannon };
  enum Category { Pistol, MachineGun, Cannon };
  
  struct Killer {
      Killer(Type t, Category c) : type(t), category(c){}
      Type type;
      Category category;
  };
  
  int main() {
      Killer cool(General, MachineGun);
      // ...
      // ...其它很多代码...
      // ...
      if (cool.type >= Pistol)
          cout << "It is not a pistol" << endl;
      // ...
      cout << is_pod<Type>::value << endl;        // 1
      cout << is_pod<Category>::value << endl;    // 1
  
      return 0;
  

• 占用存储空间

  #include <iostream>
  using namespace std;
  
  class Type {
  public:
      enum type { general, light, medium, heavy };
      type val;
  public:
      Type(type t): val(t){}
      bool operator >= (const Type & t) { return val >= t.val; }
      static const Type General, Light, Medium, Heavy;
  }; 
  
  const Type Type::General(Type::general);
  const Type Type::Light(Type::light);
  const Type Type::Medium(Type::medium);
  const Type Type::Heavy(Type::heavy);
  
  class Category {
  public:
      enum category { pistol, machineGun, cannon };
      category val;
  public:
      Category(category c): val(c) {}
      bool operator >= (const Category & c) { return val >= c.val; }
      static const Category Pistol, MachineGun, Cannon;
  };
  
  const Category Category::Pistol(Category::pistol);
  const Category Category::MachineGun(Category::machineGun);
  const Category Category::Cannon(Category::cannon);
  
  struct Killer {
      Killer(Type t, Category c) : type(t), category(c){}
      Type type;
      Category category;
  };
  
  int main() {
      // 使用类型包装后的enum
      Killer notCool(Type::General, Category::MachineGun);
      // ...
      // ...其它很多代码...
      // ...
      if (notCool.type >= Type::General)   // 可以通过编译
          cout << "It is not general" << endl;
  #if 0
      if (notCool.type >= Category::Pistol)   // 该句无法编译通过
          cout << "It is not a pistol" << endl;
  #endif
      // ...
      cout << is_pod<Type>::value << endl;        // 0
      cout << is_pod<Category>::value << endl;    // 0
      return 0;
  }
  

• 符号性不确定：标准规定，C++枚举类型所基于的“基础类型”是由编译器来具体指定实现的，这会导致枚举类型成员的基本类型的不确定性问题（尤其是符号性）

  #include <iostream>
  using namespace std;
  
  enum C { C1 = 1, C2 = 2};
  enum D { D1 = 1, D2 = 2, Dbig = 0xFFFFFFF0U };
  enum E { E1 = 1, E2 = 2, Ebig = 0xFFFFFFFFFLL};
  int main() {
      cout << sizeof(C1) << endl;   // 4
  
      cout << Dbig << endl;   // 编译器输出不同,GCC：4294967280, Visual C++输出-16
      cout << sizeof(D1) << endl;     // 4
      cout << sizeof(Dbig) << endl;   // 4
  
      cout << Ebig << endl;   // 68719476735
      cout << sizeof(E1) << endl; // 8
      return 0;
  }
  

C++11引入的强类型枚举（strong-typed enum）

enum class Type { General, Light, Medium, Heavy };

优势：

• 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地相互转换，但可以显示转换为其他类型；

• 可以指定底层类型。强类型枚举默认的底层类型为int，但也可以显示地指定底层类型，具体方法为在枚举名称后面上“：type”，其中type可以是除wchar_t以外的任何整型。比如：

    enum class Type : char { General, Light, Medium, Heavy };
  

• Type同时是POD类型，几乎不带来任何额外的开销；

匿名的强类型枚举

enum class { General, Light, Medium, Heavy } weapon;
int main()
{
	weapon = General; // 无法编译通过
	bool b = (weapon == weapon::General); // 无法编译通过
	return 0;
}

我们声明了一个匿名的enum class实例weapon，却无法对其设置值或者比较其值，事实上，使用enum class的时候，应该总是为其提供一个名字。但可以通过decltype来获得匿名强类型枚举的类型并且进行使用（但这样做没什么太大的意义）。