C++11之强类型转换(枚举类)

简介: C++11之强类型转换(枚举类)

枚举

什么是枚举?

枚举类型是C/C++内置类型,用于穷举同一类别下的个体。但枚举值必须是整型。如果不给枚举变量赋予值的话默认从0开始,若前一个枚举成员有值,那么当前枚举成员的值就是前一个枚举成员值+1

enum Enum
{
  A,      // 0
  B,      // 1
  C = 5,  // 5
  D,      // 6
};


枚举的缺点

枚举起源于C,所以C++的枚举直接从C语言继承过来。由于C语言是没有命名空间的,所以枚举的成员在C++中的作用域也是全局的。这样就会使得枚举成员的命名造成命名污染

enum Enum
{
  A,      
  B,      
  C = 5,  
  D,
};
enum Enum2
{
  A,
  AA,
};


错误提醒:

error C2365: 'A': redefinition; previous definition was 'enumerator'
message : see declaration of 'A'

像上例中,虽然A在不同的枚举类型下,但是由于枚举的成员是全局可见的特性导致命名冲突。


由于枚举本质是常量数值,所以枚举成员会被隐式转换为整型。这提供了一些便捷性同样也带来了一定的风险。

enum Enum
{
  A,      // 0
  B,      // 1
  C = 5,  // 5
  D,      // 6
};
int main()
{
  Enum e = Enum::A;
  if(e == 1)
  {
    std::cout << "ok" << std::endl;
  }
  return 0;
}


枚举所占空间大小

测试环境:VS2022

枚举成员所占的空间大小不会跟随值的大小改变,底层均为int类型大小。

enum Enum
{
  A = 4,
  B = 0,
  C = LONG_MAX,
  D = LLONG_MAX,
};
int main()
{
  std::cout << "A " << A << "\t sizeof(A) " << sizeof(A) << std::endl;
  std::cout << "B " << B << "\t sizeof(B) " << sizeof(B) << std::endl;
  std::cout << "C " << C << "\t sizeof(C) " << sizeof(C) << std::endl;
  std::cout << "D " << D << "\t sizeof(D) " << sizeof(D) << std::endl;
  return 0;
}


运行结果:

A 4      sizeof(A) 4
B 0      sizeof(B) 4
C 2147483647     sizeof(C) 4
D -1     sizeof(D) 4


枚举类(C++11)

为了解决枚举的命名污染、隐式类型转换等问题。C++11引入了枚举类(enum class)也叫强类型枚举(strong-typed enum)。而枚举类的声明也非常简单 只需要在原本enum 的后面添加class 关键字。

下面就是一个枚举类的实现。

enum class Enum
{
  A = 4,
  B = 0,
  C = LONG_MAX,
  D = LLONG_MAX,
};


枚举类的优点

  1. 强作用域:枚举类的成员会严格按照作用域空间。
  2. 隐式转换限制:枚举类的成员不可以和整型进行转换。
  3. 指定底层类型:枚举类默认的底层类型是int,还支持显式的指定底层类型,语法: enum_name : type。需要注意的是type是处理wchar_t(宽字符)之外的所有整型类型。
enum class Enum: long long int
{
  A = 4,
  B = 0,
  C = LONG_MAX,
  D = LLONG_MAX,
};
int main()
{
  std::cout << "sizeof(A) " << sizeof(Enum::A) << std::endl;
  std::cout << "sizeof(B) " << sizeof(Enum::B) << std::endl;
  std::cout << "sizeof(C) " << sizeof(Enum::C) << std::endl;
  std::cout << "sizeof(D) " << sizeof(Enum::A) << std::endl;
  return 0;
}


枚举类的class关键字还可以使用struct代替。在这里class和struct没有private与public区别。

但是匿名的枚举类将会没有啥用了,因为枚举类的强类型作用域的缘故,但我们还是可以通过decltpye来获取匿名的枚举类的类型来进行使用。详情见此博文C++11之decltype类型推导(使用场景、推导四规则、cv限定符)


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