c++ - 枚举类可以转换为基础类型吗？

Question

有没有办法将enum class字段转换为基础类型？我认为这将是自动的，但显然不是。

enum class my_fields : unsigned { field = 1 };

unsigned a = my_fields::field;

GCC 拒绝了该分配。error: cannot convert 'my_fields' to 'unsigned int' in assignment.

Answer 1

我认为您可以使用std::underlying_type来了解基础类型，然后使用强制转换：

#include <type_traits> //for std::underlying_type

typedef std::underlying_type<my_fields>::type utype;

utype a = static_cast<utype>(my_fields::field);

有了这个，您不必假设底层类型，或者您不必在enum class类似的定义中提及它enum class my_fields : int { .... }。

您甚至可以编写一个通用转换函数，该函数应该能够将任何 enum class转换为​​其基础整数类型：

template<typename E>
constexpr auto to_integral(E e) -> typename std::underlying_type<E>::type 
{
   return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e);
}

然后使用它：

auto value = to_integral(my_fields::field);

auto redValue = to_integral(Color::Red);//where Color is an enum class!

并且由于该函数被声明为constexpr，因此您可以在需要常量表达式的地方使用它：

int a[to_integral(my_fields::field)]; //declaring an array

std::array<int, to_integral(my_fields::field)> b; //better!

Answer 2

您不能隐式转换它，但可以进行显式转换：

enum class my_fields : unsigned { field = 1 };

// ...

unsigned x = my_fields::field; // ERROR!
unsigned x = static_cast<unsigned>(my_fields::field); // OK

还要注意一个事实，分号应该在枚举定义中的闭合花括号之后，而不是之前。

Answer 3

使用 C++23，您最终将获得一个库函数：

std::to_underlying

它已经在 GCC 11、Clang 13 和 MSVC 19.30（又名 2022 17.0）的标准库中实现。

在您能够使用 C++23 之前，我建议您（重新）将任何自定义实现命名为to_underlying并将其放置在一个#if !defined(__cpp_lib_to_underlying) #endif块之间，该块是关联的功能测试宏。这样，当 C++23 可供您使用时，您可以在将来某个时候简单地放弃代码。

Answer 4

正如其他人指出的那样，没有隐式强制转换，但您可以使用显式static_cast. 我在我的代码中使用以下辅助函数来转换枚举类型及其基础类。

    template<typename EnumType>
    constexpr inline decltype(auto) getIntegralEnumValue(EnumType enumValue)
    {
        static_assert(std::is_enum<EnumType>::value,"Enum type required");
        using EnumValueType = std::underlying_type_t<EnumType>;
        return static_cast<EnumValueType>(enumValue);
    }

    template<typename EnumType,typename IntegralType>
    constexpr inline EnumType toEnum(IntegralType value)
    {
        static_assert(std::is_enum<EnumType>::value,"Enum type required");
        static_assert(std::is_integral<IntegralType>::value, "Integer required");
        return static_cast<EnumType>(value);
    }

    template<typename EnumType,typename UnaryFunction>
    constexpr inline void setIntegralEnumValue(EnumType& enumValue, UnaryFunction integralWritingFunction)
    {
        // Since using reinterpret_cast on reference to underlying enum type is UB must declare underlying type value and write to it and then cast it to enum type
        // See discussion on https://stackoverflow.com/questions/19476818/is-it-safe-to-reinterpret-cast-an-enum-class-variable-to-a-reference-of-the-unde

        static_assert(std::is_enum<EnumType>::value,"Enum type required");

        auto enumIntegralValue = getIntegralEnumValue(enumValue);
        integralWritingFunction(enumIntegralValue);
        enumValue = toEnum<EnumType>(enumIntegralValue);
    }

使用代码

enum class MyEnum {
   first = 1,
   second
};

MyEnum myEnum = MyEnum::first;
std::cout << getIntegralEnumValue(myEnum); // prints 1

MyEnum convertedEnum = toEnum(1);

setIntegralEnumValue(convertedEnum,[](auto& integralValue) { ++integralValue; });
std::cout << getIntegralEnumValue(convertedEnum); // prints 2

Answer 5

underlying_cast当必须正确序列化枚举值时，我发现以下函数很有用。

namespace util
{

namespace detail
{
    template <typename E>
    using UnderlyingType = typename std::underlying_type<E>::type;

    template <typename E>
    using EnumTypesOnly = typename std::enable_if<std::is_enum<E>::value, E>::type;

}   // namespace util.detail


template <typename E, typename = detail::EnumTypesOnly<E>>
constexpr detail::UnderlyingType<E> underlying_cast(E e) {
    return static_cast<detail::UnderlyingType<E>>(e);
}

}   // namespace util

enum SomeEnum : uint16_t { A, B };

void write(SomeEnum /*e*/) {
    std::cout << "SomeEnum!\n";
}

void write(uint16_t /*v*/) {
    std::cout << "uint16_t!\n";
}

int main(int argc, char* argv[]) {
    SomeEnum e = B;
    write(util::underlying_cast(e));
    return 0;
}