Question

我想我可能遇到过c ++ 11模板std :: underlying_type的错误。

我使用traits类来定义我们系统中的枚举范围。然后我能够提供通用的is_valid函数。

我最近在启用-Wextra时扩展了该功能，因为我得到了关于永远真实比较的很多警告。

当枚举为无符号类型且其第一个值为0时，会生成警告。

轻松解决了这个问题。但是第二天，使用该功能的模块中的一些单元测试开始了失败。

如果未指定枚举的基础类型，它仍会选择正确的实现，但不知何故会返回错误的结果。

#include <type_traits>
#include <iostream>

using namespace std;

enum Colour
{
    RED = 0,
    GREEN,
    BLUE
};

enum NoProblems : int
{
    A,
    B,
    C
};

enum AlsoOk : unsigned
{
    D,
    E,
    F
};


template <typename Enum> struct enum_traits;

template <> struct enum_traits<Colour>
{
    typedef Colour type;
    static constexpr type FIRST = RED;
    static constexpr type LAST = BLUE;
};

template <> struct enum_traits<NoProblems>
{
    typedef NoProblems type;
    static constexpr type FIRST = A;
    static constexpr type LAST = C;
};

template <> struct enum_traits<AlsoOk>
{
    typedef AlsoOk type;
    static constexpr type FIRST = D;
    static constexpr type LAST = F;
};


#if 0
// This implementation gives you warnings about an always true comparison
// ONLY IF you define the underlying type of your enum, such as Colour.
template <typename Enum>
inline constexpr bool is_valid(Enum e)
{
    return e >= enum_traits<Enum>::FIRST && e <= enum_traits<Enum>::LAST;
}
#endif

// So you define the is_valid function like so, to prevent the warnings:

template <typename Enum, typename enable_if<is_unsigned<typename underlying_type<Enum>::type>::value && enum_traits<Enum>::FIRST == 0, int>::type = 0>
inline constexpr bool is_valid(Enum e)
{
    return e <= enum_traits<Enum>::LAST;
}

template <typename Enum, typename enable_if<is_signed<typename underlying_type<Enum>::type>::value || enum_traits<Enum>::FIRST != 0, int>::type = 0>
inline constexpr bool is_valid(Enum e)
{
    return e >= enum_traits<Enum>::FIRST && e <= enum_traits<Enum>::LAST;
}



int main()
{
    Colour c = static_cast<Colour>(RED - 1);
    cout << is_valid(c) << endl;

    NoProblems np = static_cast<NoProblems>(A - 1);
    cout << is_valid(np) << endl;

    AlsoOk ao = static_cast<AlsoOk>(D - 1);
    cout << is_valid(ao) << endl;

    return 0;
}

给出了输出：

1
0
0

显然，第一次调用is_valid的输出应为0 / false。不知何故，enum同时签名和签名？

我是否错过了标准库中关于我使用的模板的一些关键文档？

可以通过执行这样的比较来修复：

return static_cast<typename std::underlying_type<Enum>::type>(e) <= enum_traits<Enum>::LAST;

但似乎没有必要这样做。

我在gcc 4.8.1，gcc 4.7.3和clang 3.2.1上试过这个，全都在x86-64上

Answer 1

C ++ 11 5.2.9 [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。价值是如果原始值在枚举值（7.2）的范围内，则不变。否则，结果值未指定（可能不在该范围内）。

“枚举值的范围”在7.2 / 7中定义：

对于其基础类型是固定的枚举，枚举的值是的值基础类型。否则，对于枚举，其中emin是最小的枚举数，而emax是最大值，枚举值是bmin到bmax范围内的值，定义如下：设K. 对于二进制补码表示为1，对于一个补码或符号幅度表示为0。 bmax是大于或等于max（| emin | - K，| emax |）且等于2M - 1的最小值，其中 M是非负整数。如果emin是非负的，则bmin为零，否则为 - （bmax + K）。的大小如果bmin是，则足够大以容纳枚举类型的所有值的最小位字段是max（M，1）否则为0和M + 1。可以定义具有未由其任何值定义的值的枚举统计员。如果枚举器列表为空，则枚举的值就像枚举有一个值为0的单个枚举器。

对于Colour，枚举值的范围（假设二进制补码）为[0,3]。 RED - 1是-1或UINT_MAX，两者都在[0,3]范围之外，因此static_cast的结果未指定。

由于未指定转换超出范围值的结果，您最好在基础类型的域中执行比较，这正是修复的效果。

这是std :: underlying_type的错误吗？

1 个答案: