5.1 C++11强类型枚举

一、C枚举的缺陷

1.类型冲突

枚举值和类型都是全局可见的， 与正常C++的namespace、类等都是格格不入的，并且还容易导致冲突。

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

如果在相同作用域同时能访问到枚举Type和Category，则General会冲突。

当然我们可以通过namespace对全局枚举进行分隔。但使用时如果忘记写namespace，也还是会报错。

namespace T {enum Type { General, Light, Medium, Heavy };
}namespace {enum Category { General };
}#include <iostream>int main()
{T::Type t = T::Heavy;t = General;	//error.无法赋值，不能将匿名的Category::General赋值给T::Typeif (t == General) {	//仅对于匿名命名空间可以直接使用General。std::cout << "equal" << std::endl;}else {std::cout << "not equal" << std::endl;}system("pause");return 0;
}

• 首先，对于匿名命名空间，或者使用using声明的命名空间，可以直接使用枚举值(15,16行的General)，否则需要以命名空间::[枚举类型::]枚举值的方式访问。
• 虽然可以访问，但是对于不同命名空间的不同枚举只能做比较(因为可以隐式转为int)。但是不能进行赋值操作，因为类型和作用域都不相同。

2.可以隐式转换为int

因为C的枚举是基于常量数值设计的，所以总是可以被隐式转为int，所以在算数运算(没有什么意义)和比较运算时，容易出错。(注意无法赋值)

这是因为隐式转换为整型后，没有了类型限制，则可以随意比较和算数运算。

#include <iostream>
using namespace std;
enum Type { General, Light, Medium, Heavy };
//enum Category { General, Pistol, MachineGun, Cannon }; // 无法编译通过，重复定义
了General
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);// ...// ...其他很多代码...// ...if (cool.type >= Pistol)cout << "It is not a pistol" << endl;// ...cout << is_pod<Type>::value << endl;          // 1cout << is_pod<Category>::value << endl;     // 1return 0;
}
// 编译选项:g++ -std=c++11 5-1-2.cpp

3.基础类型不定性

C++所基于的“基础类型”由编译器决定，也就意味着，他的符号性和存储空间是不确定的。

#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;    // 4cout << Dbig << endl;    // 编译器输出不同, g++：4294967280，Vs2017:-16cout << sizeof(D1) << endl;      // 4cout << sizeof(Dbig) << endl;    // 4cout << Ebig << endl;    // g++:68719476735,vs2017:-1cout << sizeof(E1) << endl; // 8return 0;
}
// 编译选项:g++ 5-1-4.cpp

上面可以看到如果够用的话(Dbig)，采用4字节存储。不够用的时候会自动扩展为8字节存储(Ebig)，且对于Ebig和Dbig而言不同的编译器返回的值不同，这是因为符号性不一样导致。

二、强枚举类型

1.语法：

enum class/struct [enum-name] [:base-type]{};

• 辅助记忆：因为叫强枚举-类型，所以是enum class 而非 class enum。
• 将class换成struct并没有任何影响
• enum-name后可以接基础类型，表示该枚举类型基于此基础类型创建(除wchar_t的其他任意类型)。

2.优点：

• 强作用域，枚举值对于父作用域不直接可见，需要通过作用域访问
• 不能隐式转换为int，而需要显示转换
• 可以指定基础类型，以此确定存储空间和符号性。（这样我们可以在明确不需要太大空间时，指定较小尺寸的类型(如char)节省空间）

可以看到基本上就是为了解决C枚举的三个缺陷而设计的。

3.其他

强枚举类型也是可以匿名的，但是由于其枚举成员需要通过作用域访问，因此匿名强枚举类型可能无法访问成员，当然也可以使用decltype获取类型。

三、对原有枚举类型的扩展

对于C枚举，默认依旧由编译器实现基础类型，但是C++11允许其和强枚举类型一样，指定基础类型。

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

其次，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内有效。

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