只需要生成枚举。为此目的编写一个生成器大约需要5分钟的工作。

生成器代码在java和python，超级容易移植到任何你喜欢的语言，包括c++。

而且非常容易扩展任何你想要的功能。

示例输入:

First = 5
Second
Third = 7
Fourth
Fifth=11

生成头文件:

#include <iosfwd>

enum class Hallo
{
    First = 5,
    Second = 6,
    Third = 7,
    Fourth = 8,
    Fifth = 11
};

std::ostream & operator << (std::ostream &, const Hallo&);

生成的CPP文件

#include <ostream>

#include "Hallo.h"

std::ostream & operator << (std::ostream &out, const Hallo&value)
{
    switch(value)
    {
    case Hallo::First:
        out << "First";
        break;
    case Hallo::Second:
        out << "Second";
        break;
    case Hallo::Third:
        out << "Third";
        break;
    case Hallo::Fourth:
        out << "Fourth";
        break;
    case Hallo::Fifth:
        out << "Fifth";
        break;
    default:
        out << "<unknown>";
    }

    return out;
}

生成器以非常简洁的形式作为移植和扩展的模板。这个示例代码确实试图避免覆盖任何文件，但使用它仍然要自担风险。

package cppgen;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.OutputStreamWriter;
import java.io.PrintWriter;
import java.nio.charset.Charset;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.regex.Matcher;
import java.util.regex.Pattern;

public class EnumGenerator
{
    static void fail(String message)
    {
        System.err.println(message);
        System.exit(1);
    }

    static void run(String[] args)
    throws Exception
    {
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\s*(\\w+)\\s*(?:=\\s*(\\d+))?\\s*", Pattern.UNICODE_CHARACTER_CLASS);
        Charset charset = Charset.forName("UTF8");
        String tab = "    ";

        if (args.length != 3)
        {
            fail("Required arguments: <enum name> <input file> <output dir>");
        }

        String enumName = args[0];

        File inputFile = new File(args[1]);

        if (inputFile.isFile() == false)
        {
            fail("Not a file: [" + inputFile.getCanonicalPath() + "]");
        }

        File outputDir = new File(args[2]);

        if (outputDir.isDirectory() == false)
        {
            fail("Not a directory: [" + outputDir.getCanonicalPath() + "]");
        }

        File headerFile = new File(outputDir, enumName + ".h");
        File codeFile = new File(outputDir, enumName + ".cpp");

        for (File file : new File[] { headerFile, codeFile })
        {
            if (file.exists())
            {
                fail("Will not overwrite file [" + file.getCanonicalPath() + "]");
            }
        }

        int nextValue = 0;

        Map<String, Integer> fields = new LinkedHashMap<>();

        try
        (
            BufferedReader reader = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(inputFile), charset));
        )
        {
            while (true)
            {
                String line = reader.readLine();

                if (line == null)
                {
                    break;
                }

                if (line.trim().length() == 0)
                {
                    continue;
                }

                Matcher matcher = pattern.matcher(line);

                if (matcher.matches() == false)
                {
                    fail("Syntax error: [" + line + "]");
                }

                String fieldName = matcher.group(1);

                if (fields.containsKey(fieldName))
                {
                    fail("Double fiend name: " + fieldName);
                }

                String valueString = matcher.group(2);

                if (valueString != null)
                {
                    int value = Integer.parseInt(valueString);

                    if (value < nextValue)
                    {
                        fail("Not a monotonous progression from " + nextValue + " to " + value + " for enum field " + fieldName);
                    }

                    nextValue = value;
                }

                fields.put(fieldName, nextValue);

                ++nextValue;
            }
        }

        try
        (
            PrintWriter headerWriter = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(headerFile), charset));
            PrintWriter codeWriter = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(new FileOutputStream(codeFile), charset));
        )
        {
            headerWriter.println();
            headerWriter.println("#include <iosfwd>");
            headerWriter.println();
            headerWriter.println("enum class " + enumName);
            headerWriter.println('{');
            boolean first = true;
            for (Entry<String, Integer> entry : fields.entrySet())
            {
                if (first == false)
                {
                    headerWriter.println(",");
                }

                headerWriter.print(tab + entry.getKey() + " = " + entry.getValue());

                first = false;
            }
            if (first == false)
            {
                headerWriter.println();
            }
            headerWriter.println("};");
            headerWriter.println();
            headerWriter.println("std::ostream & operator << (std::ostream &, const " + enumName + "&);");
            headerWriter.println();

            codeWriter.println();
            codeWriter.println("#include <ostream>");
            codeWriter.println();
            codeWriter.println("#include \"" + enumName + ".h\"");
            codeWriter.println();
            codeWriter.println("std::ostream & operator << (std::ostream &out, const " + enumName + "&value)");
            codeWriter.println('{');
            codeWriter.println(tab + "switch(value)");
            codeWriter.println(tab + '{');
            first = true;
            for (Entry<String, Integer> entry : fields.entrySet())
            {
                codeWriter.println(tab + "case " + enumName + "::" + entry.getKey() + ':');
                codeWriter.println(tab + tab + "out << \"" + entry.getKey() + "\";");
                codeWriter.println(tab + tab + "break;");

                first = false;
            }
            codeWriter.println(tab + "default:");
            codeWriter.println(tab + tab + "out << \"<unknown>\";");
            codeWriter.println(tab + '}');
            codeWriter.println();
            codeWriter.println(tab + "return out;");
            codeWriter.println('}');
            codeWriter.println();
        }
    }

    public static void main(String[] args)
    {
        try
        {
            run(args);
        }
        catch(Exception exc)
        {
            exc.printStackTrace();
            System.exit(1);
        }
    }
}

并将其移植到Python 3.5，因为它的不同可能会有所帮助

import re
import collections
import sys
import io
import os

def fail(*args):
    print(*args)
    exit(1)

pattern = re.compile(r'\s*(\w+)\s*(?:=\s*(\d+))?\s*')
tab = "    "

if len(sys.argv) != 4:
    n=0
    for arg in sys.argv:
        print("arg", n, ":", arg, " / ", sys.argv[n])
        n += 1
    fail("Required arguments: <enum name> <input file> <output dir>")

enumName = sys.argv[1]

inputFile = sys.argv[2]

if not os.path.isfile(inputFile):
    fail("Not a file: [" + os.path.abspath(inputFile) + "]")

outputDir = sys.argv[3]

if not os.path.isdir(outputDir):
    fail("Not a directory: [" + os.path.abspath(outputDir) + "]")

headerFile = os.path.join(outputDir, enumName + ".h")
codeFile = os.path.join(outputDir, enumName + ".cpp")

for file in [ headerFile, codeFile ]:
    if os.path.exists(file):
        fail("Will not overwrite file [" + os.path.abspath(file) + "]")

nextValue = 0

fields = collections.OrderedDict()

for line in open(inputFile, 'r'):
    line = line.strip()

    if len(line) == 0:
        continue

    match = pattern.match(line)

    if match == None:
        fail("Syntax error: [" + line + "]")

    fieldName = match.group(1)

    if fieldName in fields:
        fail("Double field name: " + fieldName)

    valueString = match.group(2)

    if valueString != None:
        value = int(valueString)

        if value < nextValue:
            fail("Not a monotonous progression from " + nextValue + " to " + value + " for enum field " + fieldName)

        nextValue = value

    fields[fieldName] = nextValue

    nextValue += 1

headerWriter = open(headerFile, 'w')
codeWriter = open(codeFile, 'w')

try:
    headerWriter.write("\n")
    headerWriter.write("#include <iosfwd>\n")
    headerWriter.write("\n")
    headerWriter.write("enum class " + enumName + "\n")
    headerWriter.write("{\n")
    first = True
    for fieldName, fieldValue in fields.items():
        if not first:
            headerWriter.write(",\n")

        headerWriter.write(tab + fieldName + " = " + str(fieldValue))

        first = False
    if not first:
        headerWriter.write("\n")
    headerWriter.write("};\n")
    headerWriter.write("\n")
    headerWriter.write("std::ostream & operator << (std::ostream &, const " + enumName + "&);\n")
    headerWriter.write("\n")

    codeWriter.write("\n")
    codeWriter.write("#include <ostream>\n")
    codeWriter.write("\n")
    codeWriter.write("#include \"" + enumName + ".h\"\n")
    codeWriter.write("\n")
    codeWriter.write("std::ostream & operator << (std::ostream &out, const " + enumName + "&value)\n")
    codeWriter.write("{\n")
    codeWriter.write(tab + "switch(value)\n")
    codeWriter.write(tab + "{\n")
    for fieldName in fields.keys():
        codeWriter.write(tab + "case " + enumName + "::" + fieldName + ":\n")
        codeWriter.write(tab + tab + "out << \"" + fieldName + "\";\n")
        codeWriter.write(tab + tab + "break;\n")
    codeWriter.write(tab + "default:\n")
    codeWriter.write(tab + tab + "out << \"<unknown>\";\n")
    codeWriter.write(tab + "}\n")
    codeWriter.write("\n")
    codeWriter.write(tab + "return out;\n")
    codeWriter.write("}\n")
    codeWriter.write("\n")
finally:
    headerWriter.close()
    codeWriter.close()

您可以使用select()函数，这实际上只是一个简短的开关;这不是真正意义上的解决方案，但它让生活更容易:

enum
{
  NORMAL,
  INVALID
} state(NORMAL);

//std::cout << (state ? "INVALID" : "NORMAL") << std::endl;
std::cout << select(state, "NORMAL", "INVALID") << std::endl;

select()函数在SIMD/GPU编程中很常见。它们是三元?:运算符的推广。还可以将select()视为函数数组(实现数组数据结构的函数)。

这里有一个完整的例子。

我采用了@antron的想法，并以不同的方式实现:生成一个真正的枚举类。

这个实现满足了最初问题中列出的所有要求，但目前只有一个真正的限制:它假设枚举值要么没有提供，要么如果提供了，必须从0开始，并且无间隙地按顺序递增。

这并不是一个内在的限制——只是我不使用特别的enum值。如果需要，可以用传统的开关/案例实现替换向量查找。

解决方案使用一些c++17作为内联变量，但如果需要，这可以很容易地避免。因为简单，它还使用boost:trim。

最重要的是，它只需要30行代码，而且没有黑魔法宏。 代码如下。它的意思是放在头和包括在多个编译模块。

它可以使用与本文前面建议的相同的方式:

ENUM(Channel, int, Red, Green = 1, Blue)
std::out << "My name is " << Channel::Green;
//prints My name is Green

请让我知道这是有用的，以及如何进一步改进。

#include <boost/algorithm/string.hpp>   
struct EnumSupportBase {
  static std::vector<std::string> split(const std::string s, char delim) {
    std::stringstream ss(s);
    std::string item;
    std::vector<std::string> tokens;
    while (std::getline(ss, item, delim)) {
        auto pos = item.find_first_of ('=');
        if (pos != std::string::npos)
            item.erase (pos);
        boost::trim (item);
        tokens.push_back(item);
    }
    return tokens;
  }
};
#define ENUM(EnumName, Underlying, ...) \
    enum class EnumName : Underlying { __VA_ARGS__, _count }; \
    struct EnumName ## Support : EnumSupportBase { \
        static inline std::vector<std::string> _token_names = split(#__VA_ARGS__, ','); \
        static constexpr const char* get_name(EnumName enum_value) { \
            int index = (int)enum_value; \
            if (index >= (int)EnumName::_count || index < 0) \
               return "???"; \
            else \
               return _token_names[index].c_str(); \
        } \
    }; \
    inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const EnumName & es) { \
        return os << EnumName##Support::get_name(es); \
    } 

我不确定这种方法是否已经包含在其他答案中(实际上是，见下文)。我遇到过这个问题很多次，但没有找到不使用混淆宏或第三方库的解决方案。因此，我决定编写自己的模糊宏版本。

我想启用的是等价的

enum class test1 { ONE, TWO = 13, SIX };

std::string toString(const test1& e) { ... }

int main() {
    test1 x;
    std::cout << toString(x) << "\n";
    std::cout << toString(test1::TWO) << "\n";
    std::cout << static_cast<std::underlying_type<test1>::type>(test1::TWO) << "\n";
    //std::cout << toString(123);// invalid
}

应该打印

ONE
TWO
13

我不是宏的粉丝。然而，除非c++本身支持将枚举转换为字符串，否则必须使用某种代码生成和/或宏(我怀疑这种情况不会很快发生)。我正在使用x宏:

// x_enum.h
#include <string>
#include <map>
#include <type_traits>
#define x_begin enum class x_name {
#define x_val(X) X
#define x_value(X,Y) X = Y
#define x_end };
x_enum_def
#undef x_begin
#undef x_val
#undef x_value
#undef x_end

#define x_begin inline std::string toString(const x_name& e) { \
                static std::map<x_name,std::string> names = { 
#define x_val(X)      { x_name::X , #X }
#define x_value(X,Y)  { x_name::X , #X }
#define x_end }; return names[e]; }
x_enum_def
#undef x_begin
#undef x_val
#undef x_value
#undef x_end
#undef x_name
#undef x_enum_def

其中大部分是定义和取消定义符号，用户将通过include将这些符号作为参数传递给X-marco。用法是这样的

#define x_name test1
#define x_enum_def x_begin x_val(ONE) , \
                           x_value(TWO,13) , \
                           x_val(SIX) \
                   x_end
#include "x_enum.h"

现场演示

注意，我还没有包括选择基础类型。到目前为止，我还不需要它，但它应该是直接修改代码来启用它。

写完这篇文章后，我才意识到这和eferion的答案很相似。也许我以前读过，也许它是灵感的主要来源。我总是不能理解x -宏，直到我写了自己的;)。

对于c++ 17 c++ 20，您将对反思研究小组(SG7)的工作感兴趣。还有一系列平行的论文，包括措辞(P0194)和基本原理、设计和进化(P0385)。(链接解析为每个系列的最新论文。)

从P0194r2(2016-10-15)开始，该语法将使用建议的reflexpr关键字:

meta::get_base_name_v<
  meta::get_element_m<
    meta::get_enumerators_m<reflexpr(MyEnum)>,
    0>
  >

例如(改编自Matus Choclik的reflexpr clang分支):

#include <reflexpr>
#include <iostream>

enum MyEnum { AAA = 1, BBB, CCC = 99 };

int main()
{
  auto name_of_MyEnum_0 = 
    std::meta::get_base_name_v<
      std::meta::get_element_m<
        std::meta::get_enumerators_m<reflexpr(MyEnum)>,
        0>
    >;

  // prints "AAA"
  std::cout << name_of_MyEnum_0 << std::endl;
}

静态反射未能进入c++ 17(更确切地说，进入了2016年11月在Issaquah举行的标准会议上提出的可能是最终草案)，但有信心它将进入c++ 20;摘自赫布·萨特的旅行报告:

特别是，反射研究小组审查了最新合并的静态反射提案，并发现它准备在我们的下一次会议上进入主要的进化小组，开始考虑TS或下一个标准的统一静态反射提案。

我的意见，虽然这和行动要求的不完全相符。以下是有关参考资料。

namespace enums
{

template <typename T, T I, char ...Chars>
struct enums : std::integral_constant<T, I>
{
  static constexpr char const chars[sizeof...(Chars)]{Chars...};
};

template <typename T, T X, typename S, std::size_t ...I>
constexpr auto make(std::index_sequence<I...>) noexcept
{
  return enums<T, X, S().chars[I]...>();
}

#define ENUM(s, n) []() noexcept{\
  struct S { char const (&chars)[sizeof(s)]{s}; };\
  return enums::make<decltype(n), n, S>(\
    std::make_index_sequence<sizeof(s)>());}()

#define ENUM_T(s, n)\
  static constexpr auto s ## _tmp{ENUM(#s, n)};\
  using s ## _enum_t = decltype(s ## _tmp)

template <typename T, typename ...A, std::size_t N>
inline auto map(char const (&s)[N]) noexcept
{
  constexpr auto invalid(~T{});

  auto r{invalid};

  return
    (
      (
        invalid == r ?
          r = std::strncmp(A::chars, s, N) ? invalid : A{} :
          r
      ),
      ...
    );
}

}

int main()
{
  ENUM_T(echo, 0);
  ENUM_T(cat, 1);
  ENUM_T(ls, 2);

  std::cout << echo_enum_t{} << " " << echo_enum_t::chars << std::endl;

  std::cout << enums::map<int, echo_enum_t, cat_enum_t, ls_enum_t>("ls")) << std::endl;

  return 0;
}

你生成了一个类型，你可以把它转换成整数或者字符串。