全面了解C++ enum class

一、enum class的简介

1、C++中常用的枚举类型是enum，但是enum的作用域是全局的，所以容易产生命名冲突的情况；而C++11中新增了enum class，可以将其作用域限定在类的范围内，避免了全局命名冲突的问题。

2、enum class可以是一个强类型， 一旦枚举类型被定义为enum class，不同的变量之间不能进行强制类型转换，从而避免了错误地进行枚举数比较的问题。

二、enum class 的定义和使用

1、如下是定义和使用enum class的基本格式：

enum class Color{ Red, Green, Blue }; // 定义一个颜色的枚举类
Color c = Color::Red; // 定义一个颜色类型变量
if(c == Color::Red){ // 判断颜色变量是否为红色
   std::cout << "This is Red!" << std::endl;
}

2、在使用enum class时，需要使用作用域操作符”::”来访问枚举类型中的枚举值，这样会增加代码的可读性和可维护性。

3、使用enum class的好处是当枚举类型的值有修改时，可以避免由于全局命名冲突导致的一系列问题。

三、enum class的强类型特性

1、与传统的enum不同，enum class的枚举变量之间不能隐式地进行类型转换。

enum class Color{ Red, Green, Blue };
enum Type{ Int, Double, Char };
Color c = Color::Red;
Type t = Int;
if( c == t ){ // 编译不通过，枚举值不能进行比较
   std::cout << "c equals t" << std::endl;
}

2、枚举值与整数的比较需要进行强制类型转换

enum class Color{ Red, Green, Blue };
if( static_cast(Color::Red) == 0 ){ 
   std::cout << "This is Red!" << std::endl;
}

3、强类型的特性避免了在处理枚举值时由于类型转换而产生的错误，提高了程序的安全性。

四、enum class与switch语句

1、在C++中，switch语句常用来处理枚举类型的数值。在使用enum class时，可以使用下面的方式进行switch操作：

enum class Color{ Red, Green, Blue };
Color c = Color::Red;
switch(c){
   case Color::Red:
      std::cout << "This is Red!" << std::endl;
      break;
   case Color::Green:
      std::cout << "This is Green!" << std::endl;
      break;
   case Color::Blue:
      std::cout << "This is Blue!" << std::endl;
      break;
}

2、使用switch语句处理enum class类型的变量时，需要列出所有枚举值，否则编译器会发出警告。

3、enum class类型的变量被限定在类的作用域范围内，所以在switch语句中，枚举值可以直接使用，不需要加作用域操作符。

五、enum class和模板的应用

1、在C++中，enum class和模板可以相互结合使用，实现更加灵活的枚举类型定义。

template
enum class Direction: T{ // Direction是一个带有模板参数的枚举类
   Up = -1, Down = 1, Left = -2, Right = 2 // 枚举值都是整型
};
Direction dir = Direction::Up; // 定义一个带有整型参数的Direction类型变量
if( dir == Direction::Up ){ 
   std::cout << "Go up!" << std::endl;
}

2、通过使用模板参数，可以更加灵活地定义需要的枚举类型，达到更加通用的目的。

3、当具有相同类型的参数时，不同的模板实例之间可以进行强制类型转换，避免了类型不匹配而产生的问题。

六、enum class的优缺点

1、优点：

（1）enum class可以使得需要枚举类型的程序具有更高的可维护性和可读性。

（2）enum class可以避免命名冲突的问题。

（3）enum class是一个强类型，可以避免了在处理枚举类型时的类型错误和类型转换问题。

2、缺点：

（1）由于使用了限定作用域，可能导致代码的编写过程中需要增加额外的注释。

（2）enum class需要在定义和使用时增加额外的代码量。

七、总结

1、C++11中的enum class是一个更加安全、可维护和高效的枚举类型。

2、使用enum class可以提高程序代码的可读性和可维护性，适用于某些特定的枚举类型应用。

3、enum class的强类型特性避免了在处理枚举类型时由于类型错误和类型转换问题而引起的代码bug。

4、在实际应用中，需要对enum class的缺点进行权衡和选用。

enum class Color{ Red, Green, Blue };
Color c = Color::Red;
if( c == Color::Red ){
   std::cout << "This is Red!" << std::endl;
}