Question

考虑这个C ++ 11代码：

enum class Color : char { red = 0x1, yellow = 0x2 }
// ...
char *data = ReadFile();
Color color = static_cast<Color>(data[0]);

假设数据[0]实际上是100.根据标准设置的颜色是什么？特别是，如果我以后做

switch (color) {
    // ... red and yellow cases omitted
    default:
        // handle error
        break;
}

标准保证默认会被命中吗？如果没有，在这里检查错误的正确，最有效，最优雅的方法是什么？

编辑：

作为奖励，该标准是否对此提出任何保证，但使用简单的枚举？

Answer 1

根据标准设置的颜色是什么？

回答C ++ 11和C ++ 14标准中的引用：

[expr.static.cast] / 10

可以将整数或枚举类型的值显式转换为枚举类型。如果原始值在枚举值（7.2）的范围内，则该值不变。否则，结果值未指定（可能不在该范围内）。

让我们查看枚举值的范围：[dcl.enum] / 7

对于其基础类型是固定的枚举，枚举的值是基础类型的值。

在CWG 1766之前（C ++ 11，C ++ 14） 因此，对于data[0] == 100，指定结果值（*），并且不涉及Undefined Behaviour (UB)。更一般地说，当您从基础类型转换为枚举类型时，data[0]中的任何值都不会导致static_cast的UB。

CWG 1766（C ++ 17）之后 见CWG defect 1766。 [expr.static.cast] p10段已得到加强，因此如果您将枚举类型的可表示范围之外的值转换为枚举类型，则现在可以调用UB。这仍然不适用于问题中的场景，因为data[0]是枚举的基础类型（见上文）。

请注意，CWG 1766被认为是标准中的缺陷，因此编译器实现者可以接受它们的C ++ 11和C ++ 14编译模式。

_{（*）char必须至少为8位宽，但不要求unsigned。根据C99标准的附件E，可存储的最大值必须至少为127。}

与[expr] / 4

比较

如果在评估表达式期间，结果未在数学上定义或未在其类型的可表示值范围内，则行为未定义。

在CWG 1766之前，转换积分类型 - ＆gt;枚举类型可以生成未指定的值。问题是：未指定的值是否可以超出其类型的可表示值？我认为答案是否 - 如果答案是是，对于＃34之间签名类型的操作所获得的保证不会有任何差别;此操作会产生未指定的值＆＃34;和＆＃34;此操作具有未定义的行为＆＃34;。

因此，在CWG 1766之前，即使static_cast<Color>(10000) 也不会调用UB;但是在CWG 1766之后，确实调用UB。

现在，switch声明：

[stmt.switch] / 2

条件应为整数类型，枚举类型或类类型。 [...] 执行整体促销。

[conv.prom / 4

unscoped 枚举类型的prvalue，其基础类型是固定的（7.2），可以转换为其基础类型的prvalue。此外，如果可以将整数提升应用于其基础类型，则固定基础类型的未范围枚举类型的prvalue也可以转换为提升的基础类型的prvalue。

_{注意：带有 enum-base 的作用域枚举的基础类型是int。对于未作用域的枚举，基础类型是实现定义的，但如果int可以包含所有枚举数的值，则不应大于int。}

对于未范围的枚举，这会将我们引向/ 1

除bool，char16_t，char32_t或wchar_t以外的整数类型的prvalue，其整数转换等级（4.13）小于{{的等级如果int可以表示源类型的所有值，则可以将1}}转换为int类型的prvalue;否则，源prvalue可以转换为int类型的prvalue。

如果是 unscoped 枚举，我们将在此处理unsigned int s。对于范围枚举（int和enum class），不适用整数促销。无论如何，积分促销也不会导致UB，因为存储的值在基础类型的范围内且在enum struct的范围内。

[stmt.switch] / 5

执行int语句时，将评估其条件并与每个案例常量进行比较。如果其中一个大小写常量等于条件的值，则将控制权传递给匹配的switch标签后面的语句。如果没有case常量与条件匹配，并且如果有case标签，则控件将传递到default标签标记的语句。

应该点击default标签。

_{注意：可以再看一下比较运算符，但它没有在引用的＆＃34;比较＆＃34;中明确使用。事实上，在我们的案例中，没有提示它会为范围或未范围的枚举引入UB。}

作为奖励，该标准是否对此提出任何保证，但使用简单的枚举？

default是否具有作用范围并不会产生任何影响。但是，无论底层类型是否固定，它确实有所不同。完整的[decl.enum] / 7是：

对于其基础类型已修复的枚举，枚举的值是基础类型的值。否则，对于枚举，其中 e _min 是最小的枚举数且 e _max 是最大的，枚举是 b _min 到 b _max 范围内的值，定义如下：设{{1 } enum表示2的补码表示，K表示补码或符号幅度表示。 b _max 是大于或等于 max的最小值（| e _min | - 1，| e _max |）并且等于 2 ^M - 1 ，其中0是非负整数。如果 e _min 非负且 - （b _{max）， b _min 为零} + K）否则。

让我们看一下以下枚举：

请注意，我们无法将其定义为作用域枚举，因为所有作用域枚举都有固定的基础类型。

幸运的是，K的最小枚举数为enum ColorUnfixed /* no fixed underlying type */ { red = 0x1, yellow = 0x2 }，因此 max（| e _min | - ColorUnfixed，| e在任何情况下，_max |）等于 | e _max | ，即red = 0x1。对于正整数K，大于或等于yellow = 0x2的最小值等于 2 ^M - 1 为2 （ 2 ² - 1 ）。（我认为目的是允许范围以1位步进扩展。）接下来 b _max 是M和 bmin 是3。

因此，3将超出0的范围，100将在CWG 1766之前生成未指定的值，并在CWG 1766之后生成未定义的行为。

如果你为枚举类static_cast无效值会发生什么？

1 个答案: