在c#中，通过[flags]属性将枚举视为标志，但在c++中实现这一点的最佳方法是什么?
例如，我想写:
enum AnimalFlags
{
HasClaws = 1,
CanFly =2,
EatsFish = 4,
Endangered = 8
};
seahawk.flags = CanFly | EatsFish | Endangered;
然而，我得到编译器错误关于int/enum转换。除了生硬的角色转换，还有更好的表达方式吗?最好，我不想依赖第三方库(如boost或Qt)的构造。
编辑:如答案中所示，我可以通过声明seahawk来避免编译器错误。标记为int。但是，我希望有某种机制来执行类型安全，这样就不能编写seahawk了。flags = HasMaximizeButton。
当前回答
下面是我的解决方案，不需要任何一堆重载或强制转换:
namespace EFoobar
{
enum
{
FB_A = 0x1,
FB_B = 0x2,
FB_C = 0x4,
};
typedef long Flags;
}
void Foobar(EFoobar::Flags flags)
{
if (flags & EFoobar::FB_A)
// do sth
;
if (flags & EFoobar::FB_B)
// do sth
;
}
void ExampleUsage()
{
Foobar(EFoobar::FB_A | EFoobar::FB_B);
EFoobar::Flags otherflags = 0;
otherflags|= EFoobar::FB_B;
otherflags&= ~EFoobar::FB_B;
Foobar(otherflags);
}
我认为这是可以的，因为我们无论如何都会识别(非强类型)枚举和整数。
只是作为一个(较长的)边注，如果你
要使用强类型枚举和 不需要重一点摆弄你的旗帜 性能不是问题
我会想到这个:
#include <set>
enum class EFoobarFlags
{
FB_A = 1,
FB_B,
FB_C,
};
void Foobar(const std::set<EFoobarFlags>& flags)
{
if (flags.find(EFoobarFlags::FB_A) != flags.end())
// do sth
;
if (flags.find(EFoobarFlags::FB_B) != flags.end())
// do sth
;
}
void ExampleUsage()
{
Foobar({EFoobarFlags::FB_A, EFoobarFlags::FB_B});
std::set<EFoobarFlags> otherflags{};
otherflags.insert(EFoobarFlags::FB_B);
otherflags.erase(EFoobarFlags::FB_B);
Foobar(otherflags);
}
使用c++ 11初始化列表和枚举类。
其他回答
在我看来，到目前为止没有一个答案是理想的。理想的解决方案是:
支持==，!=，=，&，&=，|，|=和~运算符 意义(即a和b) 类型安全，即不允许分配非枚举值，如字面量或整数类型(枚举值的按位组合除外)，或允许将枚举变量分配给整数类型 允许使用if (a & b)… 不需要邪恶的宏，实现特定的功能或其他hack
到目前为止，大多数解都停留在第2点或第3点上。WebDancer在我看来是封闭的，但在第3点失败了，需要在每个枚举中重复。
我提出的解决方案是WebDancer的一个广义版本，也解决了第3点:
#include <cstdint>
#include <type_traits>
template<typename T, typename = typename std::enable_if<std::is_enum<T>::value, T>::type>
class auto_bool
{
T val_;
public:
constexpr auto_bool(T val) : val_(val) {}
constexpr operator T() const { return val_; }
constexpr explicit operator bool() const
{
return static_cast<std::underlying_type_t<T>>(val_) != 0;
}
};
template <typename T, typename = typename std::enable_if<std::is_enum<T>::value, T>::type>
constexpr auto_bool<T> operator&(T lhs, T rhs)
{
return static_cast<T>(
static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(lhs) &
static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(rhs));
}
template <typename T, typename = typename std::enable_if<std::is_enum<T>::value, T>::type>
constexpr T operator|(T lhs, T rhs)
{
return static_cast<T>(
static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(lhs) |
static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(rhs));
}
enum class AnimalFlags : uint8_t
{
HasClaws = 1,
CanFly = 2,
EatsFish = 4,
Endangered = 8
};
enum class PlantFlags : uint8_t
{
HasLeaves = 1,
HasFlowers = 2,
HasFruit = 4,
HasThorns = 8
};
int main()
{
AnimalFlags seahawk = AnimalFlags::CanFly; // Compiles, as expected
AnimalFlags lion = AnimalFlags::HasClaws; // Compiles, as expected
PlantFlags rose = PlantFlags::HasFlowers; // Compiles, as expected
// rose = 1; // Won't compile, as expected
if (seahawk != lion) {} // Compiles, as expected
// if (seahawk == rose) {} // Won't compile, as expected
// seahawk = PlantFlags::HasThorns; // Won't compile, as expected
seahawk = seahawk | AnimalFlags::EatsFish; // Compiles, as expected
lion = AnimalFlags::HasClaws | // Compiles, as expected
AnimalFlags::Endangered;
// int eagle = AnimalFlags::CanFly | // Won't compile, as expected
// AnimalFlags::HasClaws;
// int has_claws = seahawk & AnimalFlags::CanFly; // Won't compile, as expected
if (seahawk & AnimalFlags::CanFly) {} // Compiles, as expected
seahawk = seahawk & AnimalFlags::CanFly; // Compiles, as expected
return 0;
}
This creates overloads of the necessary operators but uses SFINAE to limit them to enumerated types. Note that in the interests of brevity I haven't defined all of the operators but the only one that is any different is the &. The operators are currently global (i.e. apply to all enumerated types) but this could be reduced either by placing the overloads in a namespace (what I do), or by adding additional SFINAE conditions (perhaps using particular underlying types, or specially created type aliases). The underlying_type_t is a C++14 feature but it seems to be well supported and is easy to emulate for C++11 with a simple template<typename T> using underlying_type_t = underlying_type<T>::type;
编辑:我纳入了弗拉基米尔·阿菲内洛建议的变化。用GCC 10、CLANG 13和Visual Studio 2022测试。
c++标准明确讨论了这一点，请参见“17.5.2.1.3位掩码类型”部分:
http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2012/n3485.pdf
给定这个“模板”，你会得到:
enum AnimalFlags : unsigned int
{
HasClaws = 1,
CanFly = 2,
EatsFish = 4,
Endangered = 8
};
constexpr AnimalFlags operator|(AnimalFlags X, AnimalFlags Y) {
return static_cast<AnimalFlags>(
static_cast<unsigned int>(X) | static_cast<unsigned int>(Y));
}
AnimalFlags& operator|=(AnimalFlags& X, AnimalFlags Y) {
X = X | Y; return X;
}
其他的运算符也一样。 还要注意“constexpr”，如果您希望编译器能够在编译时执行操作符，则需要使用它。
如果你正在使用c++ /CLI并且希望能够分配给ref类的enum成员，你需要使用跟踪引用:
AnimalFlags% operator|=(AnimalFlags% X, AnimalFlags Y) {
X = X | Y; return X;
}
注意:此示例不完整，请参见“17.5.2.1.3位掩码类型”小节获得完整的操作符集。
对于像我这样的懒人来说，下面是复制粘贴的模板解决方案:
template<class T> inline T operator~ (T a) { return (T)~(int)a; }
template<class T> inline T operator| (T a, T b) { return (T)((int)a | (int)b); }
template<class T> inline T operator& (T a, T b) { return (T)((int)a & (int)b); }
template<class T> inline T operator^ (T a, T b) { return (T)((int)a ^ (int)b); }
template<class T> inline T& operator|= (T& a, T b) { return (T&)((int&)a |= (int)b); }
template<class T> inline T& operator&= (T& a, T b) { return (T&)((int&)a &= (int)b); }
template<class T> inline T& operator^= (T& a, T b) { return (T&)((int&)a ^= (int)b); }
我使用以下宏:
#define ENUM_FLAG_OPERATORS(T) \
inline T operator~ (T a) { return static_cast<T>( ~static_cast<std::underlying_type<T>::type>(a) ); } \
inline T operator| (T a, T b) { return static_cast<T>( static_cast<std::underlying_type<T>::type>(a) | static_cast<std::underlying_type<T>::type>(b) ); } \
inline T operator& (T a, T b) { return static_cast<T>( static_cast<std::underlying_type<T>::type>(a) & static_cast<std::underlying_type<T>::type>(b) ); } \
inline T operator^ (T a, T b) { return static_cast<T>( static_cast<std::underlying_type<T>::type>(a) ^ static_cast<std::underlying_type<T>::type>(b) ); } \
inline T& operator|= (T& a, T b) { return reinterpret_cast<T&>( reinterpret_cast<std::underlying_type<T>::type&>(a) |= static_cast<std::underlying_type<T>::type>(b) ); } \
inline T& operator&= (T& a, T b) { return reinterpret_cast<T&>( reinterpret_cast<std::underlying_type<T>::type&>(a) &= static_cast<std::underlying_type<T>::type>(b) ); } \
inline T& operator^= (T& a, T b) { return reinterpret_cast<T&>( reinterpret_cast<std::underlying_type<T>::type&>(a) ^= static_cast<std::underlying_type<T>::type>(b) ); }
它类似于上面提到的那些，但有几个改进:
它是类型安全的(它不假设基础类型是int型) 它不需要手动指定底层类型(与@LunarEclipse的答案相反)
它需要包含type_traits:
#include <type_traits>
c++ 20类型安全Enum操作符
博士TL;
template<typename T>
requires std::is_enum_v<T> and
requires (std::underlying_type_t<T> x) {
{ x | x } -> std::same_as<std::underlying_type_t<T>>;
T(x);
}
T operator|(T left, T right)
{
using U = std::underlying_type_t<T>;
return T( U(left) | U(right) );
}
template<typename T>
requires std::is_enum_v<T> and
requires (std::underlying_type_t<T> x) {
{ x | x } -> std::same_as<std::underlying_type_t<T>>;
T(x);
}
T operator&(T left, T right)
{
using U = std::underlying_type_t<T>;
return T( U(left) & U(right) );
}
template<typename T>
requires std::is_enum_v<T> and requires (T x) { { x | x } -> std::same_as<T>; }
T & operator|=(T &left, T right)
{
return left = left | right;
}
template<typename T>
requires std::is_enum_v<T> and requires (T x) { { x & x } -> std::same_as<T>; }
T & operator&=(T &left, T right)
{
return left = left & right;
}
基本原理
使用类型特征std::is_enum，我们可以测试一些类型T是否为枚举类型。 这包括无作用域和有作用域的枚举(即enum和enum类)。 使用类型trait std::underlying_type，我们可以得到枚举的底层类型。 使用c++ 20的概念和约束，很容易为按位操作提供重载。
有作用域和无作用域
如果操作只应该重载有作用域或无作用域的枚举，std::is_scoped_enum可以用于相应地扩展模板约束。
c++ 23
在c++ 23中，我们使用std::to_underlying来更容易地将枚举值转换为其底层类型。
移动语义和完善转发
如果你遇到了一种奇怪的情况，即你的底层类型对于copy和move有不同的语义，或者它不提供复制c'tor，那么你应该使用std::forward对操作数进行完美的转发。
