C++的enum工具提供了另一种创建符号常量的方式,这种方式可以代替const。它还允许定义新类型,但必须按严格的限制进行。使用enum的句法与使用结构相似。例如,请看下面的语句:
这条语句完成两项工作。
在默认情况下,将整数值赋给枚举量,第一个枚举量的值为0,第二个枚举量的值为1,依次类推。可以通过显式地指定整数值来覆盖默认值,本章后面将介绍如何做。
可以用枚举名来声明这种类型的变量:
枚举变量具有一些特殊的属性,下面来看一看。
在不进行强制类型转换的情况下,只能将定义枚举时使用的枚举量赋给这种枚举的变量,如下所示:
因此,spectrum变量受到限制,只有8个可能的值。如果试图将一个非法值赋给它,则有些编译器将出现编译器错误,而另一些则发出警告。为获得最大限度的可移植性,应将把非enum值赋给enum变量视为错误。
对于枚举,只定义了赋值运算符。具体地说,没有为枚举定义算术运算:
然而,有些实现并没有这种限制,这有可能导致违反类型限制。例如,如果band的值为ultraviolet(7),则++band(如果有效的话)将把band增加到8,而对于spectrum类型来说,8是无效的。另外,为获得最大限度的可移植性,应采纳较严格的限制。
枚举量是整型,可被提升为int类型,但int类型不能自动转换为枚举类型:
虽然在这个例子中,3对应的枚举量是green,但将3赋给band将导致类型错误。不过将green赋给band是可以的,因为它们都是spectrum类型。同样,有些实现方法没有这种限制。表达式3 + red中的加法并非为枚举量定义,但red被转换为int类型,因此结果的类型也是int。由于在这种情况下,枚举将被转换为int,因此可以在算术表达式中同时使用枚举和常规整数,尽管并没有为枚举本身定义算术运算。
前面示例:
非法的原因有些复杂。确实没有为枚举定义运算符+,但用于算术表达式中时,枚举将被转换为整数,因此表达式orange + red将被转换为1 + 0。这是一个合法的表达式,但其类型为int,不能将其赋给类型为spectrum的变量band。
如果int值是有效的,则可以通过强制类型转换,将它赋给枚举变量:
如果试图对一个不适当的值进行强制类型转换,将出现什么情况呢?结果是不确定的,这意味着这样做不会出错,但不能依赖得到的结果:
请参阅本章后面的“枚举的取值范围”一节,以了解一下哪些值合适,哪些值不合适。
正如您看到的那样,枚举的规则相当严格。实际上,枚举更常被用来定义相关的符号常量,而不是新类型。例如,可以用枚举来定义switch语句中使用的符号常量(有关示例见第6章)。如果打算只使用常量,而不创建枚举类型的变量,则可以省略枚举类型的名称,如下面的例子所示:
可以使用赋值运算符来显式地设置枚举量的值:
指定的值必须是整数。也可以只显式地定义其中一些枚举量的值:
这里,first在默认情况下为0。后面没有被初始化的枚举量的值将比其前面的枚举量大1。因此,third的值为101。
最后,可以创建多个值相同的枚举量:
其中,zero和null都为0,one和numero_uno都为1。在C++早期的版本中,只能将int值(或提升为int的值)赋给枚举量,但这种限制取消了,因此可以使用long甚至long long类型的值。
最初,对于枚举来说,只有声明中指出的那些值是有效的。然而,C++现在通过强制类型转换,增加了可赋给枚举变量的合法值。每个枚举都有取值范围(range),通过强制类型转换,可以将取值范围中的任何整数值赋给枚举变量,即使这个值不是枚举值。例如,假设bits和myflag的定义如下:
则下面的代码将是合法的:
其中6不是枚举值,但它位于枚举定义的取值范围内。
取值范围的定义如下。首先,要找出上限,需要知道枚举量的最大值。找到大于这个最大值的、最小的2的幂,将它减去1,得到的便是取值范围的上限。例如,前面定义的bigstep的最大值枚举值是101。在2的幂中,比这个数大的最小值为128,因此取值范围的上限为127。要计算下限,需要知道枚举量的最小值。如果它不小于0,则取值范围的下限为0;否则,采用与寻找上限方式相同的方式,但加上负号。例如,如果最小的枚举量为−6,而比它小的、最大的2的幂是−8(加上负号),因此下限为−7。
选择用多少空间来存储枚举由编译器决定。对于取值范围较小的枚举,使用一个字节或更少的空间;而对于包含long类型值的枚举,则使用4个字节。
C++11扩展了枚举,增加了作用域内枚举(scoped enumeration),第10章的“类作用域”一节将简要地介绍这种枚举。