[C++]现代C++语言核心特性解析 Chapter 14

强枚举类型（C++11C++17 C++20）

1 枚举类型的弊端

类型问题

虽然枚举类型存在一定的安全检查功能，一个枚举类型不允许分配到另外一种枚举类型，而且整型也无法隐式转换成枚举类型。但是枚举类型却可以隐式转换为整型，因为C++标准文档提到“枚举类型可以采用整型提升的方法转换成整型”。

作用域问题

枚举类型会把其内部的枚举标识符导出到枚举被定义的作用域。也是就说，我们使用枚举标识符的时候，可以跳过对于枚举类型的描述。

2 使用强枚举类型

C++11增加了强枚举类型，具有以下特性：

• 枚举标识符属于强枚举类型的作用域。
• 枚举标识符不会隐式转换为整型。
• 能指定强枚举类型的底层类型，底层类型默认为int类型。

定义语法很简单，只需要在枚举定义的enum关键字之后加上class关键字就可以了。

#include <iostream>

enum class HighSchool {
    student,
    teacher,
    principal
};

强枚举类型不仅实现起来非常简洁，而且还是POD类型。

我们可以在定义类型的时候使用:符号来指明其底层类型。利用它可以消除不同编译器带来的歧义

enum class E : unsigned int {
    e1 = 1,
    e2 = 2,
    e3 = 0xfffffff0
};

int main()
{
    bool b = e1 < e3;
    std::cout << std::boolalpha << b << std::endl;
}

3 列表初始化有底层类型枚举对象

从C++17标准开始，对有底层类型的枚举类型对象可以直接使用列表初始化。

enum class Color {
  Red,
  Green,
  Blue
};
int main()
{
  Color c{ 5 };          // 编译成功
  Color c1 = 5;          // 编译失败
  Color c2 = { 5 };      // 编译失败
  Color c3(5);           // 编译失败
}

C++11标准中对强枚举类型初始化做了严格限制，目的就是防止枚举类型的滥用。可是C++17又打破了这种严格的限制，动机是什么？

现在假设一个场景，我们需要一个新整数类型，该类型必须严格区别于其他整型，也就是说不能够和其他整型做隐式转换，显然使用typedef的方法是不行的。另外，虽然通过定义一个类的方法可以到达这个目的，但是这个方法需要编写大量的代码来重载运算符，也不是一个理想的方案。所以，C++的专家把目光投向了有底层类型的枚举类型，其特性几乎完美地符合以上要求，除了初始化整型值的时候需要用到强制类型转换。于是，C++17为有底层类型的枚举类型放宽了初始化的限制，让其支持列表初始化：

#include <iostream>
enum class Index : int {};

int main()
{
  Index a{ 5 };
  Index b{ 10 };
  // a = 12;
  // int c = b;
  std::cout << "a < b is " 
       << std::boolalpha 
       << (a < b) << std::endl;
}

4 使用using打开强枚举类型

C++20标准扩展了using功能，它可以打开强枚举类型的命名空间。

const char* ColorToString(Color c)
{
  switch (c)
  {
  using enum Color;
  case Red: return "Red";
  case Green: return "Green";
  case Blue: return "Blue";
  default:
       return "none";
  }
}

const char* ColorToString(Color c)
{
  switch (c)
  {
  using Color::Red;
  case Red: return "Red";
  case Color::Green: return "Green";
  case Color::Blue: return "Blue";
  default:
       return "none";
  }
}