C++枚举

深入理解C++枚举类型enum

为啥需要枚举类型

编程语言中的所有特性都是为了满足某种需求,达到某个目的还出现.不会莫名其妙的出现在那.

枚举可以用来保存一组属性的值.enum的全称是enumeration意思是列举

看着这句话可能觉得太书面化了,不够通俗易懂.那举些通俗的例子说说.日常生活中我们特喜欢分类,比如读书时分啥数,理,化.当官的级别有啥省长,市长,县长.军队有军长,师长,团长.这样一组组的属性值就最适合用枚举类型来表示.当用一个软件时,有些页面会有很多单选按钮(radio button),这也特别适合用枚举来表示你举了哪一个.

 

光这样说你可能还不能体现枚举的好处.如果没枚举,表示一些组属性的值你只能用一组数字,或者一组字符串.

数字从字面上看不出任意意义,可读性非常差,所以很少用.那就假如要你通过比较字符串来做很多种类判断,比如 if(HisTitle == "stadholder")   else if(HistTile == "mayor") .如果让你敲个几十次你就知道是件多麻烦痛苦的事了,很多单词如果敲错一个意思就完全变了,这样出现bug了也不容易找到.老是复制粘贴也较麻烦.所以字符串是编辑麻烦,容易出错.如果要使用枚举就极大的方便我们敲代码,集成开发工具中的智能感应会给你提示,敲个点号就带出来了.而且枚举会做类型检查,不会像字符串那样只能靠你自己去对比.

 

枚举类型的内存分配问题

 

上面我们讲了如果没有枚举,一般会想到用数字或字符串表示某个类别.这样使用肯定不方便.也许你可能会想到用宏来表示.比如#define 市长 "mayor" 或者#define 市长 2

这自然是一个方法,但一来嘛在C++中是不太推荐用宏的,尽量少用.因为C++是强类型的语言,希望通过类型检查来降低程序中的很多错误,而宏只是在编译期前做简单替换,绕过了类型检查,失去了强类型系统的优势支撑. 二来嘛一组属性值都是相关联的信息,必须放到一起,放到一组.

 

关于常量的误解

枚举类型成员是常量

这句话怎么理解呢.也就是说enum  MyEnum{ one = 1 , two , three} ;

与 const int one = 1;  const int two = 2; const int three = 3; 差不多是一样的.

 

说到常量其实有个非常误导人的地方因为用宏#define 可以定义的我们说是常量,这里只涉及到简单的替换自然不可能存在内存分配问题.但是用const定义的也叫常量,而const定义常量貌似跟定义一般的变量只多个const关键字. 你可能会想当然认为常量都只是简单替换,所以不存在内存分配.那按这个逻辑,岂不是const定义的常量,枚举类型都没有内存分配?

实际上大部分时候确实是这样的.但并非总是如此,有些情况会需要分配内存的.

 

1.不需要分配内存的情况

如果定义常量const int one = 1;然后在其他地方只是把one作为右值赋值给其他变量那就不存在内存分配.但这里的常量跟#define定义的常量不同,宏定义的常量是编译前简单替换掉,而不需要做类型检查.而const定义的常量在编译时会帮类型检查,编译完之后再做替换.所以编译完之后就看不到const的信息了,转换成对应的值.const定义的信息只是保存在符号表中.

那同样,如果只是enum MyEnum{ one = 1 , two , three} ;这样定义一个枚举类型,然后也是简单的作右值赋值给其他变量.比如int num = MyEnum::one;那也只是保存信息在符号表中,编译后被替换掉了.

有人可能说如果用sizeof MyEnum测下会发现会是4(这是VS里面,不同的编译器可能不一样)于是认为不管是枚举里面有多少个元素内存分配都是4.实际上不是这意思,应该是定义一个MyEnum类型的枚举变量时会分配内存.这跟定义了一个类一样,你用sizeof去测一个为也会看到大小,但我们知道只有当类实例化之后才实际分配内存的.

 

2.需要分配内存的情况

1.)const int one;是类的成员变量 2. )extern const int one = 123;    3.)const int one = 1;    int* pConst = &one;

上面三种情况会需要分配内存.

而枚举类型,如果不是简单的去给其他变量赋值,而是去定义一个枚举类型变量.

比如MyEnum grade = MyEnum::one; //此时会分配4字节内存空间.(不过据说编译器会做优化,如果枚举类型所有值用两个字节表示就足够了,那实际分配的会就只会是两字节了.不一定就是默认的int类型的长度)

 

 

枚举类型具体用法

一般的用法是在全局域内定义一个枚举类型.比如

enum  MyEnum { one, two, three }

如果不显式指定,就会把第一个值默认赋值为0,然后递增1依次赋值.如果显式指定了某个值,则它下一个是它加1.

所以上面的例子中默认one = 0; two = 1; three= 2;

如果显式指定enum MyEnum { one, two = 3, three }

则one = 0; two = 3; three = 4;

 

定义一个枚举类型就是MyEnum grade = MyEnum::one;

 

类中使用枚举这是不太常用的用法.

在类中声明一个枚举后,定义枚举类型就可以省掉那个域作用前缀.比如MyEnum my = one; 在相同的作用域内也不能出现某个变量的名字和枚举中的元素名字相同,也就是不能出现其他变量名字是on,two, three

另外枚举还有一种少见的用法是

enum { one ,two ,three};  就是不指定一个名字,这样我们自然也没法去定义一些枚举类型了.此时就相当于const int one = 0;这样定义三个常量一样.

然后用的话就是int no = one;

C++11强类型枚举

【C++11强类型枚举】　　

　　在标准C++中，枚举类型不是类型安全的。枚举类型被视为整数，这使得两种不同的枚举类型之间可以进行比较。C++03 唯一提供的安全机制是一个整数或一个枚举型值不能隐式转换到另一个枚举别型。 此外，枚举所使用整数类型及其大小都由实现方法定义，皆无法明确指定。 最后，枚举的名称全数暴露于一般范围中，因此C++03两个不同的枚举，不可以有相同的枚举名。 (好比 enum Side{ Right, Left }; 和 enum Thing{ Wrong, Right }; 不能一起使用。)

C++11 引进了一种特别的 "枚举类"，可以避免上述的问题。使用 enum class 的语法来声明：

enum class Enumeration
{
  Val1,
  Val2,
  Val3 = 100,
  Val4 /* = 101 */,
};

此种枚举为类型安全的。枚举类型不能隐式地转换为整数；也无法与整数数值做比较。 (表示式 Enumeration::Val4 == 101 会触发编译期错误)。

枚举类型所使用类型必须显式指定。在上面的示例中，使用的是默认类型 int，但也可以指定其他类型：

enum class Enum2 : unsigned int {Val1, Val2};

枚举类型的语汇范围(scoping)定义于枚举类型的名称范围中。 使用枚举类型的枚举名时，必须明确指定其所属范围。 由前述枚举类型 Enum2 为例，Enum2::Val1是有意义的表示法， 而单独的 Val1 则否。

此外，C++11 允许为传统的枚举指定使用类型：

enum Enum3 : unsigned long {Val1 = 1, Val2};

枚举名 Val1 定义于 Enum3 的枚举范围中(Enum3::Val1)，但为了兼容性， Val1 仍然可以于一般的范围中单独使用。

在 C++11 中，枚举类型的前置声明 (forward declaration) 也是可行的，只要使用可指定类型的新式枚举即可。 之前的 C++ 无法写出枚举的前置声明，是由于无法确定枚举参数所占的空间大小， C++11 解决了这个问题：

enum Enum1;                     // 不合法的 C++ 與 C++11; 無法判別大小
enum Enum2 : unsigned int;      // 合法的 C++11
enum class Enum3;               // 合法的 C++11，列舉類別使用預設型別 int 
enum class Enum4: unsigned int; // 合法的 C++11
enum Enum2 : unsigned short;    // 不合法的 C++11，Enum2 已被聲明為 unsigned int