正确使用枚举 C++

Question

我一直在尝试学习如何在 C++ 中正确使用枚举，但我几乎不明白如何处理它们。我制作了一个简单的程序，使用枚举和按位运算来更改交通信号灯：

    #include <iostream>

enum lights
{
    green = 1,
    yellow = 2,
    red = 4,
    control = 7
};

std::string change_light (std::string choice)
{
    lights light;
    int changed;

    if (choice == "yellow")
        light = yellow;

    else if (choice == "red")
        light = red;

    else if (choice == "green")
        light = green;

    changed = control & light;

    if (changed == red)
        return "red";

    else if (changed == yellow)
        return "yellow";

    else if (changed == green)
        return "green";
}

int main()
{   
    std::string choice = "";

    while (1)
    {
        std::cout << "What light do you want to turn on?" << std::endl;
        std::cin >> choice;
        std::cout << "Changed to " << change_light(choice) << std::endl;
    }

    return 0;
}

如何在保留按位运算和枚举的使用的同时改进该程序？如果您能告诉我如何改进它，这将极大地提高我对如何正确使用枚举的理解。

谢谢：D

Answer 1

枚举背后的整个想法是，您可以定义一组常量，为用户和编译器提供有关如何使用变量的一些提示。

如果change_light函数采用如下所示的灯光参数，那么您的示例会更有意义：

std::string change_light (lights choice)
{
    switch(choice)
    {
    case red: return "red";
    case yellow: return "yellow";
    case green: return "green";
    }
}

这样编译器就知道该函数仅采用某些参数，并且您不会得到像change_light(“blue”)这样的函数调用

---

所以您使用枚举来保护代码的其余部分免受错误参数值的影响。您无法直接从 std::in 读取枚举，因为它不知道有关您的枚举的任何信息。阅读后，您应该将输入转换为枚举。像这样的事情：

lights string_to_ligths(std::string choice)
{
    if(choice == "red") return red;
    if(choice == "yellow") return yellow;
    if(choice == "green") return green;
}

从这里开始，所有与交通灯相关的函数只接受枚举值，不需要检查请求值是否在有效范围内。

Answer 2

枚举只是具有有限有效值范围的整数。

假设您将使用 int 实现信号量：

#define SEMAPHORE_STATE_RED 1
#define SEMAPHORE_STATE_YELLOW 2
#define SEMAPHORE_STATE_GREEN 3
int semaphore_state;

以下内容将很好地通过，尽管它破坏了信号量的语义：

semaphore_state = 10;

使用枚举它不会通过，编译器会捕获错误。

如果您使用 switch 而不是 if/else，效果会更好：

switch (state)
{
    case SEMAPHORE_STATE_GREEN: /* bla */ break;
    case SEMAPHORE_STATE_RED: /* bla */ break;
    /* if state would be enum, compiler would catch that we are missing the SEMAPHORE_STATE_YELLOW case */
}

当然，枚举还有其他用途。例如，我个人更喜欢枚举常量而不是定义（实际上从未使用枚举类型本身）。这种情况也是唯一一种可以与按位运算共存的情况，但比较麻烦。

Answer 3

您似乎认为与枚举类型关联的数字很重要。事实上，数字根本不重要。枚举类型的真正想法是巧妙地捕获一个变量，该变量具有一组非数字状态，并且使用字符（例如扑克牌花色、指南针）也很难捕获这些状态。方向或一周中的几天）。人们很少（如果有的话）为任何枚举值分配一个特定的数字 - 它是一种不属于枚举类型点的工具（但它偶尔有用，因此被保留）并且更容易混淆初级程序员不应该提供帮助，并且不应将其视为枚举的组成部分 - 有些语言甚至不允许它（例如 Modula-3、Haskell、Ocaml）。枚举类型并不经常使用 - 它们的使用有点晦涩，并且通常不那么有用：它们增加了程序的清晰度，但没有增加功能（相比之下，例如 if 语句，如果没有该语句，编程将无法实现）几乎不可能！）并且实际上从来没有需要。这意味着您编写的代码片段虽然显示了正在使用的枚举类型，但并未证明其有用性：枚举类型在阐明某些较大程序的一个方面方面发挥了作用，而这种用途不容易演示。初学者最好忽略它们，因为它们对初学者来说似乎毫无意义且令人困惑。这是因为它们的目的很难证明——尽管它们很有用，但我向你保证！我再说一遍：它们提供的是清晰的表达，而不是力量。