如何使用c++ 11枚举类作为标志

How to use C++11 enum class for flags

本文关键字:标志 枚举 何使用 c++      更新时间:2023-10-16

假设我有这样一个类:

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

现在我可以有一个变量,有类型标志,并分配一个值7为例?我可以这样做吗:

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

Flags f = 7;

出现这个问题是因为在枚举中我没有为7定义值。

您需要编写自己的重载operator|(可能还有operator&等)。

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

将整数转换为枚举类型(无论是否有作用域)是定义良好的,只要该值在枚举值的范围内(否则为UB);[expr.static.cast]/p10)。对于具有固定基础类型的枚举(这包括所有作用域的枚举;[dcl.enum]/p5),枚举值的范围与底层类型([dcl.enum]/p8)的值的范围相同。如果底层类型不固定,规则会更棘手——所以不要这样做:)

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,而无需在每次位操作符重载时更新该类型。

它应该处理任何枚举类型。我不确定它是否有任何副作用,并且是完全有效的c++代码。如果有什么问题,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));
}
请不要这样做。如果你需要这样做,enum class可能不是你需要的。

@T.C。向您展示了在指定基础类型的情况下如何做到这一点,但是您可能会遇到程序做一些不应该做的事情的地方。

一个例子是,您使用switch并为每个定义的枚举值设置case

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!

则返回错误码1

这也是为什么你应该总是有一个default案例的一个例子,当然,但这不是我的重点。

当然,你可以争辩说,只要enum class的用户除了传递给函数外从不直接使用该值;这将是限制bitset值的好方法。但是我一直有点太信任,发现std::uint[n]_t和一些constexpr变量是最好的方法(如果用户设置了一个无效的位,它根本不做任何事情)。

您正在做的事情实际上并不适合enum class,因为它违背了具有作用域枚举的目的。如果您将设置为未定义的值,则不能再枚举的值。

我知道这个问题有点老了,但我将写出一个我用来做这件事的方法。

(如果有的话,如果我将来再谷歌一下,我会把它记录下来,以便再次找到。)

我个人喜欢这个方法,因为智能感知(至少在VSCode版本…我没有Linux上的Visual Studio…)会自动发现你在做什么,并给你有用的提示。此外,它还避免了宏的使用,因此如果编译器不满意,它可以警告您。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,回到这个例子。

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
    }
}

问题代码无法编译。但是你可以这样做,

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;
}

,它工作

在这一点上,定义您自己的类来处理它可能是有意义的。

 /** 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);