Question

给定enum class val { foo = 1, bar = 2, baz = 4 };

可以定义：

val operator|(val x, val y)
{
    return static_cast<val>(static_cast<int>(x) | static_cast<int>(y));
}

但是，这样做在语义上是否正确？

我倾向于否，如下所示，看似表现良好的例子：

int convert(val x)
{
    switch(x)
    {
    case val::foo: return 42;
    case val::bar: return 53;
    case val::baz: return 64;
    }
}

使用g ++和clang ++编译时，调用convert(val::foo | val::bar)将返回0。

Here是g ++版本。 here是clang ++版本。

我的问题是双重的：

将值存储在未由枚举器表示的枚举中是否在语义上正确？非常欢迎该标准的摘录。

1.a上述链接示例中哪个编译器正确，g ++或clang ++？

是否有标准（或建议）的方式来表示C ++中的标志？

我可以想到几种可能的实现：

enum class val { foo, bar, baz, size };
using val_flags = std::set<val>; // (1)
using val_flags = std::vector<bool>; // (2)
using val_flags = std::bitset<val::size>; // (3)
using val_flags = std::underlying_type<val>::type; // (4)

更新

谢谢大家的回答。我最终复活了我的旧枚举运算符模板。如果有人感兴趣，可以在此处找到：github.com

Answer 1

以下，看似表现良好的例子：

不是，但只做一个小改动：

int convert(val x)
{
    switch(x)
    {
    case val::foo: return 42;
    case val::bar: return 53;
    case val::baz: return 64;
    }

    return 9; // ADDED THIS LINE
}

一切都会好的。另一种解决方法是使用default:案例并返回那里。

您的现有代码通过到达非void返回类型的函数的右括号来触发未定义的行为¹。因为它是未定义的行为，所以两个编译器都是正确的。

保持enum类型的值的语义是枚举值的按位或组合，这些语义是明确定义和保证的。该标准要求enum的实例可以存储任何整数值，而不会使用比定义的任何枚举器值更多的位，其中包括所有按位或组合。用来说这个的形式语言有点混乱，但在这里（注意你的案例是enum class，这些总是有固定的基础类型，第一句适用）：

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e _min是最小的枚举数，e _max是最大值，枚举值是b _min到b _max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。 b _max是大于或等于max的最小值（| e _min | - K，| e _min |）并且等于2 ^M - 1，其中 M是非负整数。如果e _min是非负的，则b _min为零，否则为 - （b _max + K）。的大小如果b _min是最大的，足以保存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枚举器定义的值的枚举。如果枚举器列表为空，则枚举的值就像枚举具有值为0的单个枚举器一样。

（来自n4582，第7.2节[dcl.enum]）

¹来自6.6.3 [stmt.return]：

在构造函数，析构函数或具有 cv void返回类型的函数的末尾流动，相当于没有操作数的返回。否则，流出除main（3.6.1）以外的函数的末尾会导致未定义的行为。

Answer 2

将值存储在枚举器未表示的枚举中是否在语义上正确？非常欢迎该标准的摘录。

如果值在枚举范围内，则为是。 Ben Voigt提供了该标准的摘录。我更喜欢查看cppreference，因为我发现它更具可读性（尽管它没有相同的权威值）。

整数，浮点和其他枚举类型的值可以通过static_cast转换为任何枚举类型。如果转换为枚举的基础类型的值超出此枚举的范围，则结果未指定（直到C ++ 17）未定义的行为（因为C ++ 17）。如果基础类型是固定的，则范围是基础类型的范围。如果基础类型不固定，则范围是最小位字段可能的所有值，其大小足以容纳目标枚举的所有枚举器。请注意，此类转换后的值可能不一定等于为该类型定义的任何命名枚举数。

上述链接示例中的哪个编译器是正确的，g ++或clang ++？

问题是你的代码调用了未定义的行为，但出于与枚举无关的原因，正如评论和Ben Voigt所指出的那样。所以两个编译器都是正确的。

请注意，您并不需要convert函数来试验这些行为。

enum class val { foo = 1, bar = 2, baz = 4 };

val operator|(val x, val y) {
    return static_cast<val>(static_cast<int>(x) | static_cast<int>(y));
}

int main() {
    std::cout << static_cast<int>(val::foo | val::bar); // prints 3
}

Live example

是否有标准（或建议）的方式来表示C ++中的标志？

我会在范围的结构（或类）中寻找静态constexpr变量。

struct Flags {
    static constexpr unsigned int foo = 0x01;
    static constexpr unsigned int bar = 0x02;
    static constexpr unsigned int baz = 0x04;
};

Answer 3

除了其他答案（已经指出问题）之外，如果您需要一组标志，请考虑std::bitset，并最终使用enum为这些位赋予名称（不是他们的重量），如

enum flags_names { f0, f1, f2, f3, NFlags }
typedef std::bitset<NFlags> flags;

现在你可以做到

flags fs;
fs[f0] = true; fs[f2] = false;
if(fs[f0]) ...
etc.

强制转换为enum不能表示的枚举值是否合法？

3 个答案: