1.5_1 C++之enum枚举量声明、定义、使用与枚举类详解

C++之enum枚举量声明、定义、使用与枚举类详解

众所周知，C/C++语言可以使用#define和const创建符号常量，而使用enum工具不仅能够创建符号常量，还能定义新的数据类型，但是必须按照一定的规则进行，下面我们一起看下enum的使用方法。

一、枚举量的声明和定义

(1)首先，请看下面的语句：

    enum enumType {Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday};

这句话有两个作用：

第一：声明enumType为新的数据类型，称为枚举(enumeration);

第二：声明Monday、Tuesday等为符号常量，通常称之为枚举量，其值默认分别为0-6。（后面会介绍怎样显式的初始化枚举量的值）

(2)接着利用新的枚举类型enumType声明这种类型的变量：enumType Weekday，就像使用基本变量类型int声明变量一样，如 int a；也可以在定义枚举类型时定义枚举变量enum enumType {Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday}Weekday;

然而与基本变量类型不同的地方是，在不进行强制转换的前提下，只能将定义的枚举量赋值给该种枚举的变量，如：Weekday = Monday;或者Weekday = Sunday;不能将其他值赋给枚举变量，如：Weekday = 10;这是不允许的，因为10不是枚举量。也就是说Weekday只能是定义的Monday-Sunday这些定义过的枚举量。然而这不是绝对的，第六条会讲到利用强制类型转换将其他类型值赋给枚举变量。

(3)上面讲不能将非枚举量赋给枚举变量，那么能不能将枚举量赋给非枚举变量呢？如：

    int a = Monday;

这是允许的，因为枚举量是符号常量，这里的赋值编译器会自动把枚举量转换为int类型。

(4)前面讲可以对枚举进行赋值运算，那枚举变量能不能进行算术运算呢？

    // 这是非法的，因为这些操作可能导致违反类型限制，比如：Weekday = Sunday;
    // Weekday首先被赋予枚举量中的最后一个值Sunday(值为6)，再进行递增的话，Weekday增加到7，而对于enumType类型来说，7是无效的。
    Weekday++;
    Weekday = Monday + Tuesday;

总结：对于枚举，只定义了赋值运算符，没有为枚举定义算术运算。

(5)不能对枚举量进行算术运算，那么枚举量能不能参与其他类型变量的运算呢？

    // 这是允许的，因为编译器会自动把枚举量转换为int类型。
    int a;
    a = 1 + Monday;

(6)第二条讲：在不进行强制转换的前提下，只能将定义的枚举量赋值给该种枚举的变量，言下之意就是可以通过强制转换将其他类型值赋给枚举变量：

    Weekday = enumType(2);//等同于：Weekday = Wednesday;

但是，如果试图将一个超出枚举取值范围的值通过强制转换赋给枚举变量，会出现什么结果？

    // 结果将是不确定的，这么做不会出错，但得不到想要的结果。
    Weekday = enumType(20);

枚举变量可以直接输出，但不能直接输入。如：cout >> color3; //非法

二、自定义枚举量的值

(1)前面讲通过定义

    enum enumType {Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday};

枚举量Monday、Tuesday等的值默认分别为0-6，我们可以显式的设置枚举量的值：

    //指定的值必须是整数！
    enum enumType {Monday=1, Tuesday=2, Wednesday=3, Thursday=4, Friday=5, Saturday=6, Sunday=7};

(2)也可以只显式的定义一部分枚举量的值：

    enum enumType {Monday=1, Tuesday, Wednesday=1, Thursday, Friday, Saturday, Sunday};

这样Monday、Wednesday均被定义为1，则Tuesday=2，Thursday、Friday、Saturday、Sunday的值默认分别为2、3、4、5.总结：未被初始化的枚举值的值默认将比其前面的枚举值大1。

(3)第二条还说明另外一个现象，就是枚举量的值可以相同。

三、枚举的取值范围

前面讲到可以通过强制转换将其他类型值赋给枚举变量：

    Weekday = enumType(2);这是合法的；
    Weekday = enumType(20);是非法的。

这里涉及枚举取值范围的概念：枚举的上限是大于最大枚举量的最小的2的幂，减去1；

枚举的下限有两种情况：一、枚举量的最小值不小于0，则枚举下限取0；二、枚举量的最小值小于0，则枚举下限是小于最小枚举量的最大的2的幂，加上1。

举例来讲：

假如定义 enum enumType1 { First=-5，Second=14，Third=10 };则枚举的上限是16-1=15（16大于最大枚举量14，且为2的幂）；枚举的下限是-8+1=-7（-8小于最小枚举量-5，且为2的幂）；

四、枚举应用

个人觉得枚举和switch是最好的搭档：

    //注意这里在声明枚举的时候直接定义了枚举变量Step,并初始化为Step0
    enum enumType{Step0, Step1, Step2}Step=Step0;

    switch (Step)
    {
      case Step0:{...;break;}
      case Step1:{...;break;}
      case Step2:{...;break;}
      default:break;
    }

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static const int one = 0;这样定义三个常量一样。然后用的话就是int no = one。

强类型枚举

一、简述

强类型枚举（Strongly-typed enums），号称枚举类型，是C++11中的新语法，用以解决传统C++枚举类型存在的缺陷。传统C++中枚举常量被暴漏在外层作用域中，这样若是同一作用域下有两个不同的枚举类型，但含有相同的枚举常量也是不可的，比如：

    enum Side{Right,Left};
    enum Thing{Wrong,Right};

这是不能一起用的。另外一个缺陷是传统枚举值总是被隐式转换为整形，用户无法自定义类型。C++11中的强类型枚举解决了这些问题。

二、强类型枚举

强类型枚举使用enum class语法来声明，如下：

    enum class Enumeration{
         VAL1,
         VAL2,
         VAL3=100,
         VAL4
    };

这样，枚举类型是安全的，枚举值也不会被隐式转换为整数，无法和整数数值比较，比如（Enumeration：：VAL4==10会触发编译错误）。另外枚举类型所使用的类型默认为int类型，也可指定其他类型，比如：

    enum class Enum:unsigned int{VAL1,VAL2};

正如前面所说，强类型枚举能解决传统枚举不同枚举类下同枚举值名的问题，使用枚举类型的枚举名时，必须指明所属范围，比如：Enum::VAL1，而单独的VAL1则不再具有意义。还有一点值得说明的是C++11中枚举类型的前置声明也是可行的，比如：

    enum class Enum;
    enum class Enum1:unsigned int;

三、项目中的强类型枚举代码片段

1、图像处理

    enum class Color{RED,BLUE,YELLOR,BLACK,WHITE};

2.交通灯

    enum class TrafficLight{RED,YELLOR,GREEN};

强类型枚举值具有传统枚举的功能——命名枚举值，同时又具有类的特点——具有类域的成员和无法进行默认的类型转换。所以也称之为枚举类enum class 枚举类的底层数据必须是有符号或无符号整型，比如char、unsigned int 、unsigned long，默认为int。

3.前置声明应用

    enum class Color:char;  //前置声明枚举类
    void Foo(Color* p);      //前置声明的使用

    //....................

    //前置声明的定义
    enum class Color:char{RED,GREEN,BLACK,WHITE};

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