深入理解C++枚舉類型enum

深入理解C++枚舉類型enum

1、枚舉enum的用途淺例
      寫程序時，我們常常需要爲某個對象關聯一組可選alternative屬性.例如，學生的成績分A,B,C,D等，天氣分sunny, cloudy, rainy等等。
      更常見的，打開一個文件可能有三種狀態：input, output和append. 典型做法是，對應定義3個常數，即：
      const int input = 1;
      const int output = 2;
      const int append = 3;
然後，調用以下函數：
      bool open_file(string file_name, int open_mode);
比如，
    open_file("Phenix_and_the_Crane", append);
       這種做法比較簡單，但存在許多缺點，主要的一點就是無法限制傳遞給open_file函數的第2個參數的取值範圍，只要傳遞int類型的值都是合法的。(當然，這樣的情況下的應對措施就是在open_file函數內部判斷第二個參數的取值，只有在1，2，3範圍內才處理。)
       使用枚舉能在一定程度上減輕這種尷尬(注1)，它不但能實現類似於之前定義三個常量的功能，還能夠將這三個值組合起來成爲獨一無二的組。例如：
      enum open_modes {input = 1, output, append};
      以上定義了open_modes爲枚舉類型enumeration type。每一個命名了的枚舉都是唯一的類型，是一個類型標示器type specifier。例如，我們可以重新寫一個open_file函數:
      bool open_file(string file_name, open_modes om);
      在open_modes枚舉中，input, output, append稱爲枚舉子enumerator, 它們限定了open_modes定義的對象的取值範圍。這個時候，調用open_file函數和之前的方法還是一模一樣： 
     open_file("Phenix_and_the_Crane", append);
     但是，如果傳遞給open_file的第二個參數不是open_modes枚舉類型值的話(注1)，那麼編譯器就會識別出錯誤；就算該參數取值等價於input, output, append中的某個，
也一樣會出錯哦！例如：
     open_file("Phenix_and_the_Crane", 1);
2、枚舉的定義
      一個枚舉是一個類型，可以保存一組由用戶刻畫的值。定義之類，枚舉的使用很像一個整數類型。
枚舉的定義具有以下形式,即以關鍵詞enum開頭，接着一個可選的枚舉名，下來是由大括號{}包含着一個由逗號分隔的枚舉子列表enumerators list：
      enum [enumeration name] {enumerator1[=value1], enumerator2[=value2], ...};
3、枚舉子的類型和取值
      枚舉子的類型就是它所在的那個枚舉，例如前面說到的open_modes枚舉中，input,output和append等枚舉子的類型都是open_modes。這種做法，其實是爲了賦予用戶和編譯器一些有關該變量擬議中的用途的提示。
      默認下，第一個枚舉子被賦值0，接下來的枚舉子取值是前面一個枚舉子的取值+1,例如：
      enum weather {sunny, cloudy, rainy, windy};
其中
     sunny == 0, 
      cloudy == 1,
      rainy == 2,
      windy == 3;
       以上是默認情況，有時候我們希望顯式地指定某個枚舉子的值，那麼會出現什麼情況呢？看看：
       enum some_fruit {apple = 3, orange, banana = 4, bear};
       好了，apple == 3, banana == 4; 那麼orange和bear呢？記得前面說過一句，默認下”接下來的枚舉子取值是前面一個枚舉子的取值+1“。既然這兩個枚舉子沒有顯式賦值，那麼就按照默認規則辦事，所以 orange == 4, bear == 5. 
       從這個例子也可以看出，同一枚舉中枚舉子的取值不需要唯一。這樣有什麼用處呢？下面是個簡單的例子：
       enum some_big_cities {
                                               Guangzhou = 4, 
                                                Shenzhen    = 4, 
                                               Hongkong   = 4, 
                                               Shanghai    = 2, 
                                               Beijing         = 3, 
                                               Chongqi      = 3
                                           };
以上簡單地按區域，將五個城市按照華南(4),華東(2), 華北(3)的幾個城市分類了。
4、枚舉變量的定義、初始化和賦值
     既然每個枚舉都是一個類型，那麼由這個類型自然可以聲明變量，例如，由前面定義的some_big_cities：
     some_big_cities where_I_am;
     需要注意的是，在聲明where_I_am時沒有初始化，如果這時打印where_I_am的值： 
     enum some_big_cities {
                                            Guangzhou = 4, 
                                            Shenzhen = 4, 
                                            Hongkong = 4, 
                                             Shanghai = 2, 
                                            Beijing = 3, 
                                             Chongqi = 5};
int main(void)
{ 
      some_big_cities wh;
     cout<<"the value is: "<<wh<<endl;
     return 0;
}
輸出將是the value is: 1. 然而，如果聲明wh爲全局變量，則另一種情況：
enum some_big_cities {Guangzhou = 1 Shenzhen = 1, Hongkong = 1, 
                                       Shanghai = 2, Beijing = 3, Chongqi = 5};
some_big_cities wh;
int main(void)
{ 
   cout<<"the value is: "<<wh<<endl;  
   return 0;
}
輸出將是the value is: 0;
      以上結果是在Visual C++ 2005 Express中得到，不知道其它編譯器情況如何，也不知爲什麼得到這樣的結果。下來再找找資料。
     定義一個枚舉變量時，可以給它初始化，例如：
     some_big_cities wh = Guangzhou;
     注意等號右邊只能取枚舉子中的某一個；特別地，以Guangzhou爲例，雖然Guangzhou==4, 但以下初始化是出錯的：
     some_big_cities wh = 4;
     Visual C++ 2005編譯器提示：
        error C2440: 'initializing' : cannot convert from 'int' to 'some_big_cities'
      可見，不能直接地把一個整型賦值給一個枚舉變量，因爲枚舉和整型是不同類型的，除非顯式轉換。關於枚舉與整型的關係，後面再講。
      除了初始化，枚舉變量也有賦值運算：
     some_big_cities wh；
     wh = Guangzhou;
     wh = Shanghai;
或者
    some_big_cities wh1 = Guangzhou；
    some_big_cities wh2 = Shanghai；
    wh2 = wh1;
5、枚舉的取值範圍
   如果某個枚舉中所有枚舉子的值均非負，該枚舉的表示範圍就是[0:2^k-1],其中2^k是能使所有枚舉子都位於此範圍內的最小的2的冪；如果存在負的枚舉值，該枚舉的取值範圍就是[-2^k,2^k-1].例如：
   enum e1 {dark, light}; //範圍0:1
    enum e3 {min = -10, max = 1000}; //範圍-1024:1023
6、枚舉與整型的關係
    整型值只能顯式地轉換成一個枚舉值，但是，如果轉換的結果位於該枚舉取值範圍之外，則結果是無定義的。
     enum e1 {dark = 1, light = 10};
     e1 VAR1 = e1(50); //無定義
     e1 VAR2 = e1(3); //編譯通過
     在這裏也說明了不允許隱式地從整型轉換到枚舉的原因，因爲大部分整型值在特定的枚舉裏沒有對應的表示。 
      至於枚舉可以當作特定的整型數來用的例子，從open_modes可以體會。
7、自定義運算符
      枚舉是用戶自定義類型，所以在用戶可以爲它定義自身的操作，例如++或者<<等。但是，在沒有定義之前，不能因爲枚舉像整型就可以默認使用,例如:
   enum SomeCities
{
   zhanjiang,
   Maoming,
   Yangjiang,
   Jiangmen,
   Zhongshan
};
SomeCities oneCity;
for (oneCity = zhanjiang; oneCity != Zhongshan; ++oneCity)
{
   cout<<oneCity<<endl;
}

以上的++OneCity是沒有定義的，在Visual C++ 6 編譯下得到如下錯誤：
error C2675: unary '++' : 'enum main::SomeCities' does not define this operator or a conversion to a type acceptable to the predefined operator

8、Sizeof
    一個枚舉類型的sizeof就是某個能夠容納其範圍的整型的sizeof, 而且不會大於sizeof(int), 除非某個枚舉子的值不能用int或者unsigned int來表示。
      在32位機器中，sizeof(int)一般等於4。前面介紹的所有枚舉，例如，
enum SomeCities
{
   zhanjiang,
   Maoming,
   Yangjiang,
   Jiangmen,
   Zhongshan
};

計算其sizeof， 可能是1，也可能是是4。在我的intel E2160雙核、32位機器中，得到4。

轉自：http://www.cnblogs.com/hicjiajia/archive/2009/09/27/1574957.html

2019年08月09日 19:00:51