如何使用 C++11 枚举类作为标志

问题描述 投票：0回答：8

说我有这样一堂课：

enum class Flags : char
{
    FLAG_1 = 1;
    FLAG_2 = 2;
    FLAG_3 = 4;
    FLAG_4 = 8;
};

现在我可以有一个具有类型标志的变量并分配一个值

7
吗？我可以这样做吗：

Flags f = Flags::FLAG_1 | Flags::FLAG_2 | Flags::FLAG_3;

或

Flags f = 7;

出现这个问题是因为在枚举中我没有定义 

7
的值。

c++ c++11 enums
8个回答
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您需要编写自己的重载

operator|
（大概还有
operator&
等）。

Flags operator|(Flags lhs, Flags rhs) 
{
    return static_cast<Flags>(static_cast<char>(lhs) | static_cast<char>(rhs));
}

只要该值在枚举值的范围内（否则为 UB；[expr.static.cast]/p10），整数到枚举类型（有作用域或无作用域）的转换就是明确定义的。对于具有固定基础类型的枚举（这包括所有作用域枚举；[dcl.enum]/p5），枚举值的范围与基础类型的值范围相同（[dcl.enum]/p8）。如果底层类型不固定，规则会更棘手 - 所以不要这样做:)

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使用 

std::underlying_type
而不是硬编码 
char
类型可能会更好。

Flags operator|(Flags lhs, Flags rhs) {
    return static_cast<Flags>(
        static_cast<std::underlying_type<Flags>::type>(lhs) |
        static_cast<std::underlying_type<Flags>::type>(rhs)
    );
}

现在，您可以更改枚举的基础类型，而无需在每个按位运算符重载中更新该类型。

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它应该处理任何枚举类型。我不确定它没有任何副作用并且是完全有效的 C++ 代码。如果有任何问题请告诉我。

template<class T, std::enable_if_t<std::is_enum_v<T>, int> = 0>
constexpr T operator|(T lhs, T rhs) 
{
    return static_cast<T>(
        static_cast<std::underlying_type<T>::type>(lhs) | 
        static_cast<std::underlying_type<T>::type>(rhs));
}
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请不要这样做。如果您需要这样做，

enum class
可能不是您所需要的。

@T.C.向您展示了如何做到这一点，只要您指定底层类型，但是您会遇到程序执行不应该执行的操作的地方。

一个示例是，您使用 

switch
并为每个 
defined
枚举值使用 case。

例如

enum class my_enum: unsigned int{
    first = 1,
    second = 2,
    third = 4,
    fourth = 8
};

int main(){
    auto e = static_cast<my_enum>(static_cast<unsigned int>(my_enum::first) | static_cast<unsigned int>(my_enum::second));

    switch(e){
        case my_enum::first:
        case my_enum::second:
        case my_enum::third:
        case my_enum::fourth:
            return 0;
    }

    std::cout << "Oh, no! You reached a part of the program you weren't meant to!\n";
    return 1;
}

将输出：

Oh, no! You reached a part of the program you weren't meant to!

然后返回错误代码

1
。

这也是为什么你应该总是有一个 

default
案例的例子，当然，但这不是我的观点。

当然，你可能会争辩说，只要 

enum class
的用户除了传递给函数之外从不直接使用该值；这将是限制位集值的好方法。但我总是有点太值得信赖，并发现 
std::uint[n]_t
和一些 
constexpr
变量是最好的方法（如果用户设置了无效位，它什么也不做）。

你正在做的事情并不真正适合

enum class
，因为它违背了范围化枚举的目的。如果将其设置为未定义的值，则无法再枚举这些值。

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我意识到这个问题有点老了，但我会写出我用来做到这一点的方法。

（如果有的话，如果我将来再次谷歌这个，我会把它记录下来以便再次找到。）

我个人喜欢这种方法，因为智能感知（至少是它的 VSCode 版本...我在 Linux 上没有 Visual Studio...）会自动识别您正在做的事情并为您提供有用的提示。此外，它避免使用宏，因此编译器如果不高兴可以警告您。最后，如果没有注释，代码就不多了。您没有创建一个类并设置一堆重载或任何东西，但您仍然可以获得作用域枚举的好处，以便您可以为另一个枚举重用标志名称/值。不管怎样，还是看例子吧。

namespace FlagsNS
{
    /* This is an old/classic style enum so put it in a
    namespace so that the names don't clash
    (ie: you can define another enum with the values of 
    Flag_1 or Flag_2, etc... without it blowing up)
    */
    enum Flags
    {
        Flag_1 = 1 << 0, //Same as 1
        Flag_2 = 1 << 1, //Same as 2
        Flag_3 = 1 << 2, //Same as 4
        Flag_4 = 1 << 3 //Same as 8
    };
}
/* This is telling the compiler you want a new "type" called Flags
but it is actually FlagsNS::Flags. This is sort of like using the
#define macro, except it doesn't use the preprocessor so the
compiler can give you warnings and errors.
*/
using Flags = FlagsNS::Flags;

//Later in code.... so int main() for example
int main()
{
    //If you don't mind c-style casting
    Flags flag = (Flags)(Flags::FLAG_1 | Flags::FLAG_2 | Flags::FLAG_3);
    //Or if you want to use c++ style casting
    Flags flag = static_cast<Flags>(Flags::FLAG_1 | Flags::FLAG_2 | Flags::FLAG_3);

    //Check to see if flag has the FLAG_1 flag set.
    if (flag & Flags::FLAG_1)
    {
        //This code works
    }
}
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有问题的代码无法编译。但你可以做这样的事情，

enum class Flags : char
{
    FLAG_1 = 1,
    FLAG_2 = 2,
    FLAG_3 = 4,
    FLAG_4 = 8,
};

int main() {
    Flags f = static_cast<Flags>(7);
    Flags f1 = static_cast<Flags>( static_cast<char>(Flags::FLAG_1) | static_cast<char>(Flags::FLAG_2) | static_cast<char>(Flags::FLAG_3) );
    return 0;
}

而且它有效

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不要将 

enum class
用于按位或枚举

仅将 

enum class
用于不同状态且不能按位组合的枚举

运算符重载你的

enum class
确实是代码膨胀，当
enum
默认提供时，这样做是不明智的

如果您想避免使用 

enum
标志污染全局命名空间，
namespace
枚举：

namespace ColorComponent {
  enum Enum {
    None   = 0,
    Red    = 1 << 0,
    Green  = 1 << 1,
    Blue   = 1 << 2,
  };
};

您可以使用它

enum
，例如：

ColorComponent::Enum e = (ColorComponent::Enum)(ColorComponent::Red | ColorComponent::Blue);
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此时，定义自己的类来处理这个问题可能是有意义的。

 /** Warning: Untested code **/
 struct Flag {

     static Flag Flag_1;
     static Flag Flag_2;
     static Flag Flag_3;
     static Flag Flag_4;

     Flag operator = (Flag);
 private:
     char const value;
 };

 Flag operator | (Flag, Flag);
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