目录条款10优先选用限定作用域enum而非不限定作用域enumPrefer scoped enum to unscoped enum优点分析优点1作用域与命名空间enum class可以避免外围名字空间污染。优点2隐式转换与类型安全enum class可以避免隐式类型转换。优点3底层类型与前置声明enum class可以前置声明降低编译依赖。缺点分析选择之道条款10优先选用限定作用域enum而非不限定作用域enumPreferscoped enumtounscoped enum枚举类型内置类型允许定义一组具有特定名称的常量枚举类型的值在编译时被解析为整数。不限定作用域的枚举类型unscoped enum通过enum声明C98普通枚举、传统枚举、弱类型枚举限定作用域的枚举类型scoped enum通过enum class或enum struct声明C11枚举类、强类型枚举枚举类型的值枚举值 枚举量 枚举成员优点分析优点1作用域与命名空间enum class可以避免外围名字空间污染。理论依据通常而言如果在“大括号{}”里声明一个名字则该名字的作用域可见性就被限定在“大括号{}”之内。然而这个规则不适用于C98风格的枚举类型中定义的枚举量。概念辨析枚举类型所在的作用域 包含着枚举类型的作用域 外围命名空间enum没有定义新的作用域枚举量属于包含着枚举类型的作用域即枚举量的作用域和枚举类型相同因此会泄漏污染到枚举类型所在的作用域。这意味着在此作用域内不能含有相同名字的其他实体否则会导致编译错误或逻辑混淆。enum class定义新的作用域枚举量只属于枚举类型内部的作用域即枚举量的作用域被限定在枚举类型内因此不会泄漏污染到枚举类型所在的作用域。优点2隐式转换与类型安全enum class可以避免隐式类型转换。enum枚举量可以通过隐式类型转换为整数类型并能够从此处进一步转换为浮点类型可能引发未预期的行为。类型不安全、弱类型枚举if条件判断“枚举量red”可以从“Colorenum枚举类型”隐式类型转换为“int整数类型”并进一步地转换为“double浮点类型”从而实现将“Color类型”和“double类型”的值进行比较。函数调用“枚举量red”可以从“Colorenum枚举类型”隐式类型转换为“std::size_t整数类型”从而实现计算一个“Color类型”的质因数。程序分析由上述分析可知尽管下述代码语法合规能通过编译但是语义歪曲不自然。enum class枚举量只能通过强制类型转换static_cast为其他类型不存在任何的隐式转换路径避免意外的类型转换错误。类型安全、强类型枚举优点3底层类型与前置声明enum class可以前置声明降低编译依赖。底层类型underlying type所有的枚举类型都有一个整数类型作为其底层类型或者是默认底层类型或者是显式指定底层类型或者是编译器根据定义自动选择。前置声明forward declaration枚举类型先于枚举量声明。等价表述在指定枚举量之前直接声明枚举类型。理论依据关系只有当编译器能够确定枚举类型的底层类型时最终目的是确定其尺寸才能使用枚举类型。enumC98由于既没有默认底层类型也不支持显式指定底层类型因此不可以前置声明。换言之C98仅支持“枚举类型定义”即列出所有的枚举量以便编译器根据定义来确定底层类型不允许“枚举类型声明”。程序分析对于Color由于只有三个值需要表示因此编译器可能选择char作为底层类型。对于Status由于枚举类型的取值范围较大例如此处需要表示从0到0xFFFFFFFF因此编译器通常会选择比char更大的整数类型作为底层类型除非是在不常见的机型上其中char至少包含32bits。enumC11虽然没有默认底层类型但支持显式指定底层类型因此条件可以前置声明必须显式指定底层类型。enum classC11由于既有默认底层类型int也支持显式指定底层类型因此总是可以前置声明无论是否显式指定底层类型。问题前文指出C98的枚举类型即enum仅支持“枚举类型定义”即列出所有的枚举量不允许“枚举类型声明”。请问这种设计前置声明的缺失有何缺点回答1在C98中枚举enum无法前置声明最大缺点就是增加编译依赖性。考虑enum类型Status这种枚举很可能会在整个系统中被广泛使用因此通常会被放在一个头文件中而系统中的各个部分都会依赖这个头文件。假设后来Status增加了一个新状态值很可能整个系统都必须重新编译即使实际上只有一个子系统甚至可能只有一个函数使用了这个新的枚举值。回答2在C11中枚举enum class和enum允许前置声明从而可以消除上述问题。首先如果修改了Status的定义则包含下述声明的头文件就不需要重新编译。其次如果修改了Status的定义例如增加枚举值audited但continueProcessing的行为并没有受到影响例如因为continueProcessing根本没有使用audited则continueProcessing的实现文件也不需要重新编译。缺点分析鉴于enum class既能避免命名空间污染又能避免隐式类型转换人们很容易认为它在任何情况下都优于enum。然而实际上至少有一种场景enum仍然具有优势并非完全没有用武之地那就是在C11中使用enum枚举值来表示std::tuple各个字段的索引给std::tuple各个字段进行命名。这是因为std::get的模板参数需要整数常量enum恰好能够隐式转换为std::size_t。案例分析假设我们需要为社交网站准备一个std::tuple用于持有名字、电子邮件和声望值。实现1不推荐程序设计访问元素时使用“整数常量”作为std::get的模板类型参数。问题分析在using别名声明中注释清楚地指示出tuple各个字段的对应含义。然而如果在另一个源文件中看到类似“本实现”的代码这些注释并没有多大帮助。作为程序员你是否应该记住“第一个字段”代表“用户的电子邮件”吗不应该增加记忆负担实现2推荐程序设计访问元素时使用“enum的枚举值”作为std::get的模板类型参数。优点分析由于“enum枚举类型”能够隐式类型转换为“std::size_t整数类型”正是std::get要求的类型将“字段编号”与“字段名称”关联起来因此可以避免直接写“魔法数字”消除记忆需求。实现3.1不推荐程序设计访问元素时使用“enum class的枚举值”作为std::get的模板类型参数。问题分析由于“enum class枚举类型”不能隐式类型转换为其他类型因此需要使用static_cast强制类型转换为“std::size_t整数类型”代码啰嗦。若不想那么啰嗦就得写个函数见“实现3.2”。实现3.2不推荐辅助函数设计思路传入枚举值返回其对应的std::size_t值但这有一点技巧性。首先由于std::get是函数模板因此传入的std::size_t类型值是模板类型参数注意此处使用的是而不是()。这意味着将枚举量由“UserInfoFields”变换为“std::size_t”值的函数必须在编译期间就计算出结果因此必须使用constexpr函数见“条款15”。其次由于函数应该能够应用于任何枚举类型因此光是constexpr 函数还不够还得用constexpr函数模板。接着由于返回值也需要进行泛化因此不能返回std::size_t需要返回枚举类型的底层类型可通过类型特征std::underlying_type获得见“条款9”。最终由于函数肯定不会产生异常因此还要将其声明为noexcept见“条款14”。辅助函数具体实现函数模板toUType接受任意类型的枚举量并以编译期常量返回其对应的底层类型的值。程序设计访问元素时使用“enum class的枚举值”作为std::get的模板类型参数。问题分析即使可以借助辅助函数来简化类型转换代码使用enum class还是比enum打的字要多。补充说明enum class可以避免命名空间污染和不经意间地隐式类型转换。在大多数情况下你应该会觉得多敲几个几行字符是合理的代价是值得的以避免enum技术带来的陷阱。选择之道enum需要兼容C语言代码 或 需要与旧系统交互enum class需要更好的作用域控制和类型安全并且编译器支持C11及以上版本enum(传统枚举)enum class(强类型枚举)作用域没有定义新的作用域定义新的作用域访问方式可以直接访问无需添加前缀不能直接访问需要添加作用域维护扩展不易容易类型安全不安全安全打印输出直接cout需要进行显式类型转换底层类型允许明确指定int适用场景需要兼容C语言代码需要与旧系统交互需要更好的作用域控制和类型安全前提编译器需要支持C11及以上版本