C++ 中的枚举 就像 Ada 中的枚举一样？

Question

有一次，我考虑过在 C++ 中实现一个类/模板，该类/模板将支持 Enum，其行为与 Ada 中的行为类似。 自从我思考这个问题以来已经有一段时间了，我想知道是否有人解决过这个问题？

编辑：

抱歉，我应该澄清我认为在 Enum 的 Ada 实现中有用的功能。 鉴于枚举

type fruit is (apple, banana, cherry, peach, grape);

我们知道水果是列出的水果之一：苹果、香蕉、樱桃、桃子、葡萄。 与 C++ 没有什么不同。

非常有用的是以下功能，您可以通过 Ada 中的每个枚举获得这些功能，而无需任何额外的工作：

• 打印出枚举值 生成字符串版本
• 您可以递增枚举变量
• 您可以递减枚举变量

我希望这可以解决问题多一点。

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从评论中添加的注释：

• 请参阅：维基百科 (Judah Himango , 2008-11-19 at 0:09)
• 请参阅：维基教科书

有用的功能Ada 枚举 枚举

• 中的第一个值是 fruit'first，它给出 apple。
• 枚举中的最后一个值是fruit'last，它给出grape。
• 增量操作是fruit'succ(apple)，它给出banana。
• 递减操作是fruit'pred(cherry)，它也给出banana。
• 从枚举到整数的转换是 fruit'pos(cherry) ，它返回 2 因为 Ada 使用从 0 开始的枚举。
• 从整数到枚举的转换是 fruit'val(2)，它返回 cherry。
• 从枚举到字符串的转换是 fruit'Image(apple)，它返回（大写）字符串 "APPLE"。
• 从字符串到枚举的转换是 fruit'Value("apple")，它返回值 apple。

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另请参阅相关的 SO 问题：

• 您在 C++ 中使用哪种类型安全枚举？< /a>
• 下一个或上一个枚举

Answer 1

好吧，让我们暂时把 C++ 放在一边。 C++ 只是 C 的超集（这意味着 C 中可以完成的所有操作也可以在 C++ 中完成）。 因此，让我们专注于纯 C（因为这是我熟悉的语言）。 C 有枚举：

enum fruit { apple, banana, cherry, peach, grape };

这是完全合法的 C，并且值是连续的，apple 的值为 0，banana 的值为 apple + 1。您可以创建带孔的枚举，但前提是您显式地打孔 就像这样

enum  fruit { apple = 0, banana, cherry = 20, peach, grape };

，苹果为 0，香蕉为 1，樱桃为 20，因此桃子为 21，葡萄为 22，1 到 20 之间的所有内容都是未定义的。 通常你不想要洞。 您可以执行以下操作：

enum fruit { apple = 0, banana, cherry, peach, grape };
enum fruit myFruit = banana;
myFruit++;
// myFruit is now cherry
printf("My fruit is cherry? %s\n", myFruit == cherry ? "YES" : "NO");

这将打印 YES。 您还可以执行以下操作：

enum fruit { apple = 0, banana, cherry = 20, peach, grape };
enum fruit myFruit = banana;
myFruit++;
// myFruit is now cherry
printf("My fruit is cherry? %s\n", myFruit == cherry ? "YES" : "NO");

这将打印 NO，并且 myFruit 的值与任何枚举常量都不相同。

顺便说一句，为了避免您必须说“枚举水果 myFruit”，您可以使用 typedef 来避免枚举。 只需使用“typedef enum Fruit Fruit;” 在自己的线路上。 现在你可以说“fruit myFruit”，前面不用枚举。 它通常在定义枚举时直接完成：

typedef enum fruit { apple = 0, banana, cherry, peach, grape } fruit;

fruit myFruit;

缺点是你不再知道fruit是一个枚举，它可能是一个对象、结构或其他任何东西。 我通常会避免使用这些类型的 typedef，如果是枚举，我宁愿在前面写枚举，如果是结构，我宁愿在前面写枚举（我将在这里使用它们，因为它看起来更好）。

无法获取字符串值。 在运行时，枚举只是一个数字。 这意味着，如果您不知道那是什么类型的枚举，则不可能（因为 0 可能是 apple，但它也可能是不同枚举集的不同事物）。 但是，如果您知道它是一种水果，那么编写一个函数来为您做这件事就很容易了。 预处理器是你的朋友:-)

typedef enum fruit {
    apple = 0,
    banana,
    cherry,
    peach,
    grape
} fruit;

#define STR_CASE(x) case x: return #x
const char * enum_fruit_to_string(fruit f) {
    switch (f) {
        STR_CASE(apple); STR_CASE(banana); STR_CASE(cherry);
        STR_CASE(peach); STR_CASE(grape);
    }
    return NULL;
}
#undef STR_CASE

static void testCall(fruit f) {
    // I have no idea what fruit will be passed to me, but I know it is
    // a fruit and I want to print the name at runtime
    printf("I got called with fruit %s\n", enum_fruit_to_string(f));
}

int main(int argc, char ** argv) {
    printf("%s\n", enum_fruit_to_string(banana));
    fruit myFruit = cherry;
    myFruit++; // myFruit is now peach
    printf("%s\n", enum_fruit_to_string(myFruit));
    // I can also pass an enumeration to a function
    testCall(grape);
    return 0;
}

输出：

banana
peach
I got called with fruit grape

这正是你想要的，还是我完全走错了路？

Answer 2

我的一位同事实现了一种工具来生成类，该类可以完成您想要的大部分（如果不是全部）功能：

http://code.google.com/p/enumgen/

当前的实现是用 Lisp 实现的，但不要因此反对他:-)

Answer 3

我编写了一个 enum_iterator 来执行此操作，以及使用 Boost.Preprocessor 的 ENUM 宏：

#include <iostream>
#include "enum.hpp"

ENUM(FooEnum, 
  (N)
  (A = 1)
  (B = 2)
  (C = 4)
  (D = 8));

int main() {
  litb::enum_iterator< FooEnum, litb::SparseRange<FooEnum> > i = N, end;
  while(i != end) {
    std::cout << i.to_string() << ": " << *i << std::endl;
    ++i;
  }
}

它将枚举声明为普通的旧枚举，因此您仍然可以将它用于“正常” ”的目的。 迭代器也可用于具有顺序值的其他普通枚举，这就是为什么它有第二个模板参数，默认为 litb::ConsequtiveRange。 它符合双向迭代器的要求。

愚蠢的代码可以从这里下载

Answer 4

在 C++ 中没有一种简单的方法可以做到这一点，尤其是因为枚举常量不需要是唯一的或连续的。 从值到字符串的转换也很重要； 我所知道的解决方案涉及 C/C++ 预处理器 hackery - 这是对 hackery 一词的贬义用法。

我很想说“不”； 我不确定这是正确的，但它肯定是不平凡的。

Answer 5

你可以看看java枚举（http://madbean.com/2004/mb2004-3 /）和这个想法：http://en.wikipedia.org/wiki/Curiously_Recurring_Template_Pattern< /a>

Answer 6

如果您对 enumgen 感兴趣，我做了一个简单的演示
你的例子。 正如已经提到的，我使用它来实现它
common lisp，所以你写的输入文件是lispy，但我
非常努力地使语法合理。

这是：

$ cat Fruit.enum
(def-enum "Fruit" (("apple")
                   ("banana")
                   ("cherry")
                   ("peach")
                   ("grape")
                   ("INVALID_")))

$ enumgen Fruit.enum
Using clisp
;; Loading file /tmp/enumgen/enumgen.lisp ...
;; Loaded file /tmp/enumgen/enumgen.lisp
loading def file:
;; Loading file /tmp/enumgen/enumgen.def ...
;; Loaded file /tmp/enumgen/enumgen.def
generating output:
  Fruit.cpp
  Fruit.ipp
  Fruit.hpp
DONE

要查看生成的代码，请访问以下网址：
http://code.google.com/p/enumgen /source/browse/#svn/trunk/demo

虽然它的功能相当丰富，但还有很多东西
也可以通过在输入文件中设置变量来调整
或者通过指定枚举数的属性。

例如，默认情况下它表示使用的字符串名称
std::string，但它可以使用 char const * 或任何用户定义的字符串
班级付出了一点努力。

您可以将多个名称映射到同一枚举值，但必须
选择一个作为“主要”，以便将值映射到字符串
将产生此名称（与其他名称相对）。

您可以显式向枚举提供值，但它们不会
需要是独一无二的。 （重复项是前一个的隐式别名
具有相同值的枚举。）

此外，您可以迭代所有唯一值，并且对于每个
值超过其所有别名，如果您想要的话，这很有用
为它们生成脚本语言“包装器”，就像我们使用 ruby​​ 一样。

如果您有兴趣使用此功能并有疑问，请随时
通过电子邮件与我联系。 （gmail 的 cuzdav）。

希望这可以帮助。 （除了
测试套件和演示代码，以及源代码（如果您关心的话）。）

Chris

Answer 7

本文向您展示如何生成枚举值的字符串版本，尽管它需要您自己编写代码来执行此操作。 它还提供了一个预处理器宏，只要您的枚举是连续的，就可以轻松地允许递增和递减枚举变量。

该库提供更灵活的递增和递减。

Boost Vault 中的 enum_rev4.6.zip 库提供了简单的字符串转换。 看起来它支持使用迭代器进行递增和递减（这可能不太方便，但它有效）。 尽管 libs/test 目录包含一些很好的示例代码，但它基本上没有文档记录。

Answer 8

这是未发布的软件，但 Frank Laub 的 BOOST_ENUM 似乎可以满足要求。 我喜欢它的部分是，您可以在类的范围内定义枚举，而大多数基于宏的枚举通常不允许您这样做。 它位于 Boost Vault 中：http://www.boostpro.com/vault/index.php?action=downloadfile&filename=enum_rev4.6.zip&directory=&
自 2006 年以来它就没有任何进展，所以我不知道它与新的 Boost 版本的编译情况如何。
查看 libs/test 下的使用示例。
还有Boost smart_enum（也没有发布）。 它执行问题的迭代器部分，但不输出到字符串。 http://cryp.to/smart-enum/