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C++ 中 enum 语法

news 2025/6/27 11:35:34

C++ 中 `enum` 语法全面介绍

在 C++ 中，enum（枚举）是一种用户定义的类型，用于将一组命名的整数常量组合在一起。它提供了一种创建具有明确语义的符号化常量的方式，使代码更易读、更安全。以下是 C++ 中 enum 的详细语法和用法：

一、基础枚举（Traditional Enum）

1. 定义语法

enum 枚举名 {枚举常量1,枚举常量2,枚举常量3 = 特定值, // 可选赋值...
};

2. 示例

// 定义枚举类型表示颜色
enum Color {RED,       // 默认为0GREEN,     // 默认为1BLUE = 5,  // 显式赋值为5YELLOW     // 自动为6（BLUE+1）
};// 定义枚举类型表示方向
enum Direction {UP,    // 0DOWN,  // 1LEFT,  // 2RIGHT  // 3
};

3. 关键特性

隐式整数转换：枚举常量会隐式转换为整数，默认从 0 开始依次递增。
显式赋值：可以为枚举常量显式指定整数值，后续常量会在此基础上递增。
作用域：枚举常量位于枚举类型的作用域中（例如 Color::RED）。

二、枚举类（Enum Class，C++11 引入）

为解决传统枚举的作用域和类型安全问题，C++11 引入了枚举类（也称为强类型枚举）。

1. 定义语法

enum class 枚举名 {枚举常量1,枚举常量2,枚举常量3 = 特定值,...
};

2. 示例

// 定义枚举类表示四季
enum class Season {SPRING,   // 默认为0SUMMER,   // 1AUTUMN,   // 2WINTER    // 3
};// 定义枚举类表示网络状态（显式赋值）
enum class NetworkStatus {DISCONNECTED = 100,CONNECTING = 101,CONNECTED = 102,ERROR = 200
};

3. 关键特性

强类型：枚举类的常量属于不同的类型，不能与其他类型隐式转换。
作用域：枚举常量位于枚举类的作用域中（例如 Season::SPRING）。
类型安全：不允许与整数直接比较，需显式转换。

底层类型指定：可以指定枚举的底层类型（默认是 int）：

enum class Flags : uint32_t {FLAG1 = 1,FLAG2 = 2,FLAG3 = 4
};

三、枚举的使用方式

1. 声明变量

// 传统枚举
Color myColor = RED;          // 正确
Color yourColor = Color::BLUE; // 推荐写法（显式作用域）// 枚举类
Season currentSeason = Season::SUMMER;
NetworkStatus status = NetworkStatus::CONNECTED;

2. 枚举与整数的转换

传统枚举：可以隐式转换为整数，也可以从整数隐式转换：

int code = RED;              // 正确，code=0
Color c = static_cast<Color>(2); // 正确，c=GREEN（假设GREEN=1，则此例为非法值）

枚举类：必须显式转换为整数，从整数转换也需显式转换：

int s = static_cast<int>(Season::AUTUMN); // s=2
Season s2 = static_cast<Season>(3);       // s2=WINTER（需确保值合法）

3. 枚举的作用域解析

enum E1 { A, B };
enum E2 { A, C }; // 合法，A属于不同枚举的作用域int main() {E1 e = A;       // 错误：A的作用域不明确E1 e1 = E1::A;  // 正确E2 e2 = E2::A;  // 正确
}

四、枚举在代码中的应用场景

1. 状态机

如 LeetCode 65 题中的状态定义：

enum State {STATE_INITIAL,STATE_INT_SIGN,STATE_INTEGER,// ... 其他状态
};

优势：用符号化的状态名替代魔法数字，提高代码可读性。

2. 选项标志

enum class Permissions {NONE = 0,READ = 1,WRITE = 2,EXECUTE = 4
};

用法：通过位运算组合权限：

Permissions userPerm = Permissions::READ | Permissions::WRITE;

3. 接口参数规范化

enum class SortOrder {ASCENDING,DESCENDING
};void sortArray(std::vector<int>& arr, SortOrder order) {// 根据order执行不同排序逻辑
}

优势：确保参数只能是合法值，避免无效输入。

五、C++11 枚举的增强特性

1. 枚举类的前向声明

enum class Direction; // 前向声明枚举类

2. 底层类型指定

enum class SmallEnum : uint8_t {A, B, C
}; // 底层类型为uint8_t，节省内存

3. 枚举类的作用域严格性

枚举类的常量不会污染外围作用域，避免命名冲突。

六、传统枚举与枚举类的对比

特性	传统枚举 (enum)	枚举类 (enum class)
作用域	常量位于外围作用域	常量位于枚举类的作用域中
类型安全	可与整数隐式转换，可能不安全	需显式转换，类型安全
命名冲突	可能与其他枚举常量冲突	因作用域隔离，避免冲突
前向声明	支持	支持
底层类型指定	不支持（C++11前）	支持

七、枚举使用的最佳实践

优先使用枚举类：除非需要与旧代码兼容，否则使用 enum class 以获得更好的类型安全和作用域控制。
命名规范：枚举类型名使用驼峰式（如 NetworkStatus），枚举常量使用全大写（如 CONNECTED）。
避免魔法数字：用枚举常量替代代码中的硬编码整数。
显式赋值：若需要枚举常量对应特定整数值，显式赋值以避免依赖默认递增。
合理使用底层类型：对取值范围小的枚举，指定较小的底层类型（如 uint8_t）以节省内存。

八、枚举在 LeetCode 65 题中的应用

在有效数字验证的状态机中，枚举用于定义不同的处理阶段：

enum State {STATE_INITIAL,        // 初始状态STATE_INT_SIGN,       // 整数符号位STATE_INTEGER,        // 整数部分STATE_POINT,          // 左侧有整数的小数点STATE_POINT_WITHOUT_INT, // 左侧无整数的小数点STATE_FRACTION,       // 小数部分STATE_EXP,            // 指数符号STATE_EXP_SIGN,       // 指数符号后的符号位STATE_EXP_NUMBER,     // 指数部分的整数// STATE_END （示例中未使用，可用于结尾状态）
};