全面了解C++ enum class

一、enum class的簡介

1、C++中常用的枚舉類型是enum，但是enum的作用域是全局的，所以容易產生命名衝突的情況；而C++11中新增了enum class，可以將其作用域限定在類的範圍內，避免了全局命名衝突的問題。

2、enum class可以是一個強類型， 一旦枚舉類型被定義為enum class，不同的變量之間不能進行強制類型轉換，從而避免了錯誤地進行枚舉數比較的問題。

二、enum class 的定義和使用

1、如下是定義和使用enum class的基本格式：

enum class Color{ Red, Green, Blue }; // 定義一個顏色的枚舉類
Color c = Color::Red; // 定義一個顏色類型變量
if(c == Color::Red){ // 判斷顏色變量是否為紅色
   std::cout << "This is Red!" << std::endl;
}

2、在使用enum class時，需要使用作用域操作符”::”來訪問枚舉類型中的枚舉值，這樣會增加代碼的可讀性和可維護性。

3、使用enum class的好處是當枚舉類型的值有修改時，可以避免由於全局命名衝突導致的一系列問題。

三、enum class的強類型特性

1、與傳統的enum不同，enum class的枚舉變量之間不能隱式地進行類型轉換。

enum class Color{ Red, Green, Blue };
enum Type{ Int, Double, Char };
Color c = Color::Red;
Type t = Int;
if( c == t ){ // 編譯不通過，枚舉值不能進行比較
   std::cout << "c equals t" << std::endl;
}

2、枚舉值與整數的比較需要進行強制類型轉換

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

3、強類型的特性避免了在處理枚舉值時由於類型轉換而產生的錯誤，提高了程序的安全性。

四、enum class與switch語句

1、在C++中，switch語句常用來處理枚舉類型的數值。在使用enum class時，可以使用下面的方式進行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語句處理enum class類型的變量時，需要列出所有枚舉值，否則編譯器會發出警告。

3、enum class類型的變量被限定在類的作用域範圍內，所以在switch語句中，枚舉值可以直接使用，不需要加作用域操作符。

五、enum class和模板的應用

1、在C++中，enum class和模板可以相互結合使用，實現更加靈活的枚舉類型定義。

template
enum class Direction: T{ // Direction是一個帶有模板參數的枚舉類
   Up = -1, Down = 1, Left = -2, Right = 2 // 枚舉值都是整型
};
Direction dir = Direction::Up; // 定義一個帶有整型參數的Direction類型變量
if( dir == Direction::Up ){ 
   std::cout << "Go up!" << std::endl;
}

2、通過使用模板參數，可以更加靈活地定義需要的枚舉類型，達到更加通用的目的。

3、當具有相同類型的參數時，不同的模板實例之間可以進行強制類型轉換，避免了類型不匹配而產生的問題。

六、enum class的優缺點

1、優點：

（1）enum class可以使得需要枚舉類型的程序具有更高的可維護性和可讀性。

（2）enum class可以避免命名衝突的問題。

（3）enum class是一個強類型，可以避免了在處理枚舉類型時的類型錯誤和類型轉換問題。

2、缺點：

（1）由於使用了限定作用域，可能導致代碼的編寫過程中需要增加額外的注釋。

（2）enum class需要在定義和使用時增加額外的代碼量。

七、總結

1、C++11中的enum class是一個更加安全、可維護和高效的枚舉類型。

2、使用enum class可以提高程序代碼的可讀性和可維護性，適用於某些特定的枚舉類型應用。

3、enum class的強類型特性避免了在處理枚舉類型時由於類型錯誤和類型轉換問題而引起的代碼bug。

4、在實際應用中，需要對enum class的缺點進行權衡和選用。

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