Question

为什么enum的大小总是2或4个字节（分别在16位或32位架构上），而不管类型中的枚举数是多少？

编译器是否将enum视为union？

Answer 1

在C和C ++中，enum类型的大小是实现定义的，并且与某个整数类型的大小相同。

一种常见的方法是使所有enum类型与int的大小相同，因为这通常是实现最有效访问的类型。例如，将其设为单个字节可以节省非常小的空间，但可能需要更大更慢的代码才能访问它，具体取决于CPU架构。

在C中，枚举常量按类型int的定义。所以给出：

enum foo { zero, one, two };
enum foo obj;

表达式zero的类型为int，但obj的类型为enum foo，其大小可能与int相同或不同。鉴于常量的类型为int，因此更容易使枚举类型具有相同的大小。

在C ++中，规则是不同的;常量是枚举类型。但同样，出于效率原因，每个enum类型通常最有意义的是一个“单词”，通常大小为int。

2011 ISO C ++标准增加了为enum类型指定基础整数类型的功能。例如，您现在可以写：

enum foo: unsigned char { zero, one, two };

保证类型foo和常量zero，one和two的大小均为1个字节。 C没有此功能，2011年以前的C ++编译器不支持它（除非它们将其作为语言扩展提供）。

（Digression跟随。）

那么，如果枚举常数太大而无法适应int，那该怎么办？你不需要2 ³¹，或者甚至2 ¹⁵，这是不同的常数：

#include <limits.h>
enum huge { big = INT_MAX, bigger };

big的值是INT_MAX，通常为2 ³¹ -1，但可以小到2 ¹⁵ -1 （32767）。 bigger的值隐含big + 1。

在C ++中，这没关系;编译器将只选择huge的基础类型，其大小足以容纳值INT_MAX + 1。（假设存在这样的类型;如果int是64位并且没有大于那的整数类型，那将是不可能的。）

在C中，由于枚举常量的类型为int，因此上述内容无效。它违反了N1570 6.7.2.2p2：

中规定的约束

定义枚举常量值的表达式是一个整数常量表达式，具有可表示为的值的 INT

所以编译器必须拒绝它，或至少警告它。例如，gcc说：

错误：枚举值溢出

Answer 2

枚举不是一种结构，它只是一种给一组整数赋值的方法。具有此类型的变量的大小就是基础整数类型的大小。

Answer 3

枚举的大小是实现定义的 - 允许编译器选择它想要的任何大小，只要它足够大以适合所有值。一些编译器选择对所有枚举类型使用4字节枚举，而一些编译器将选择可以适合枚举值的最小类型（例如，1,2或4个字节）。 C和C ++语言标准允许这两种行为。

来自C99§6.7.2.2/ 4：

每个枚举类型应与char，有符号整数类型或无符号整数类型。类型的选择是实现定义的，^110）但应该是能够表示枚举中所有成员的值。

来自C ++03§7.2/ 5：

枚举的基础类型是一个整数类型，可以表示所有枚举值在枚举中定义。它是实现定义的，其中整数类型用作底层类型对于枚举，除非基础类型不应大于int，除非枚举值无法容纳int或unsigned int。如果枚举器列表为空，则基础类型为好像枚举有一个值为0的枚举器。sizeof()的值应用于枚举 type，枚举类型的对象或枚举器，是应用于sizeof()的值基础类型。

Answer 4

在我看来，OP已经假定枚举是某种集合，它存储在其中声明的值。这是不正确的。

C / C ++中的枚举只是一个具有严格定义的值范围的数值变量。枚举的名称是数字的别名。

存储大小不受枚举值的影响。存储大小是实现定义的，但主要是sizeof(int)。

Answer 5

enum的大小是“一个至少足以包含声明中指定的任何值的整数类型”。许多编译器只使用int（可能是unsigned），但有些会使用char或short，具体取决于优化或其他因素。少于128个可能值的enum适合char（unsigned char为256），并且您必须有32768（或65536）个值才能溢出short在大多数现代系统中，有两个或40亿个值可以超过int。

enum基本上只是定义一堆不同常量的更好方法。而不是：

#define FIRST 0
#define SECOND 1
...

你只是：

enum myenum
{ FIRST,
  SECOND,
  ...
};

它有助于避免错误地分配重复值，并且无需关心特定值（除非您确实需要）。

Answer 6

当较小的类型适合所有值时，使enum类型小于int的一个大问题是它会使翻译单元的ABI依赖于枚举常量的数量。例如，假设您有一个库使用带有256个常量的enum类型作为其公共接口的一部分，并且编译器选择将该类型表示为单个字节。现在假设您向库中添加了一个新功能，现在需要257个常量。编译器必须切换到新的大小/表示，现在为旧接口编译的所有目标文件都与更新的库不兼容;你将不得不重新编译所有内容以使其再次运行。

因此，任何理智的实现始终对int类型使用enum。

不管枚举值的数量，常量枚举大小

6 个答案: