深入现代 C++：enum class 全面解析，彻底告别枚举踩坑！

本篇摘要

• 在 C++11 中引入了 枚举类（enum class），它是对传统 enum 的现代化改进，解决了传统枚举的多个问题，如命名冲突、隐式类型转换、作用域污染等。

一·传统枚举

如：

enumColor{ RED, GREEN, BLUE };enumLight{ RED,// 编译错误！命名冲突 YELLOW };

• 我们会发现枚举的成员有冲突，因此会导致下面编译的报错：

传统 enum 存在的问题：

• 命名冲突：不同枚举之间不能有相同的名字：

就是这个例子：

• 作用域污染：枚举值暴露在全局或当前命名空间：

比如这里我们可以直接通过外接访问到这个成员：

• 隐式转换：枚举值可以自动转换为 int：

下面我们运行下：

root@hcss-ecs-7d13:/home/sw/linux_learn/extra_knowledge/enum_class# ./a.out0

发现结果就是0，明显自动隐式转换了。

• 安全性差：容易误用、类型不安全。

这里就是我们上面暴露的问题的总结了，因此下面我们引入了C++的枚举类！

二·C++的枚举类

首先总结下它的特点，也就是对上面缺点的修正：

具体用法剖析

一般形式（当然我们一般默认成员都显转int，因此底层类型一般不写）：

enumclass 枚举类名 [: 底层类型]{ 枚举值1, 枚举值2,...};

简单使用

比如还是那上面我们那个例子说明：

enumclassColor{ Red, Green, Blue };enumclassLight:uint32_t{ Red, Yellow };

• 此时再编译就不会报错了！

此时我们需要突破类域方式去访问了：

运行结果：

root@hcss-ecs-7d13:/home/sw/linux_learn/extra_knowledge/enum_class# ./a.out Color is Red 

枚举类的底层类型（Underlying Type）

enumclassColor:uint8_t{ Red, Green, Blue };

• 每个成员8个比特，理论这个枚举类大小就是1字节，下面验证下：

sizeof(Color) 后结果：

常见底层类型：

• int（默认）
• uint8_t / int8_t
• uint16_t / int16_t
• uint32_t / int32_t
• uint64_t / int64_t

枚举类与整数的转换

由于 enum class 不允许隐式转换，必须显式转换。

只能：

static_cast<int>(c);

下面来验证下：

enumclassColor:uint8_t{ Red, Green, Blue };

Color c = Color::Green;int value =static_cast<int>(c); std::cout << value << std::endl;

结果符合预期：

但是要是反过来呢？

Color c2 =static_cast<Color>(2);

• 不建议这样使用，如果整数不在枚举范围内，行为是未定义的。

最后一个特点就明显不用说了吧！

枚举类作为函数参数和返回值

作为函数参数

voidsetColor(Color c){ std::cout <<"Setting color to: "<<static_cast<int>(c)<< std::endl;}

输出：

作为函数返回值

Color getFavoriteColor(){return Color::Blue;}

这里如果我们强转成对应的类型uint8_t 此时就是这样：

 std::cout<<static_cast<uint8_t>(favorite)<<std::endl;

结果：

• 我们发现它是空白其实，因为这杯cout把2转义成char类型，也就是整数2对应的ASIIC码： STX（Start of Text），它是不可见的，所以我们打印出来看不到！

因此需要：

 std::cout<<static_cast<int>(favorite)<<std::endl;

就如下：

拓展使用

结合switch进行转义选择使用

也就是我们通过对枚举成员进行switch操作，对指定枚举量安排指定操作(其他操作功能可自行拓展)：

简单版如下：

enumclassColor:uint8_t{ Red, Green, Blue };voidprintColor(Color c){switch(c){case Color::Red: std::cout <<"Color: Red\n";break;case Color::Green: std::cout <<"Color: Green\n";break;case Color::Blue: std::cout <<"Color: Blue\n";break;default: std::cout <<"Unknown color\n";}}

下面我们测试一下:

获取枚举类的底层类型

• 使用 <type_traits> 中的 std::underlying_type 可以获取枚举类的底层类型。

下面我们测试下：

代码：

#include<iostream>#include<type_traits>enumclassLevelType:uint16_t{ UNKNOW =0, DEBUG, INFO, WARN, ERROR };intmain(){using underlying_type = std::underlying_type<LevelType>::type; std::cout <<"Underlying type size: "<<sizeof(underlying_type)<<" bytes\n";return0;}

结果如下：

• 符合预期！

封装枚举类：添加描述和状态码

• 虽然 enum class 提供了类型安全和作用域隔离的优势，但它本身不支持直接附加描述信息或状态码。因此，我们常常需要通过类封装的方式，为枚举类添加描述、状态码、转换函数等功能。

首先要知道和之前的普通枚举一样是可以类内自己给值的：

enumclassCode{ OK=200, NotFound=404, InternalServerError=500};

但是下面我们通过封装类及提供接口方式来完成对应的设置获取等：

基于上述测试代码：

#include<iostream>#include<string>classHttpStatus{public:enumclassCode{ OK, NotFound, InternalServerError };explicitHttpStatus(Code code):code_(code){}// 获取状态码数值intgetStatusCode()const{switch(code_){case Code::OK:return200;case Code::NotFound:return404;case Code::InternalServerError:return500;}return-1;// 不应到达}// 获取状态描述 std::string getDescription()const{switch(code_){case Code::OK:return"OK";case Code::NotFound:return"Not Found";case Code::InternalServerError:return"Internal Server Error";}return"Unknown Status";}// 打印状态信息voidprint()const{ std::cout <<getStatusCode()<<" "<<getDescription()<< std::endl;}private: Code code_;};intmain(){ HttpStatus ok(HttpStatus::Code::OK); HttpStatus notFound(HttpStatus::Code::NotFound); HttpStatus serverError(HttpStatus::Code::InternalServerError); ok.print(); notFound.print(); serverError.print();return0;}

• 运行后可以发现:

• 这里就是我们通过对应的枚举成员码通过Switch进行对应的数字和描述的选择（也是常用作对应的比如http等）

通过类封装，我们可以为枚举类添加描述、状态码、转换方法等高级功能，同时在 switch 中显式处理所有枚举值，确保逻辑完整性和代码健壮性。

总结

一句话：

C++ 枚举类（enum class）是现代 C++ 编程中推荐使用的枚举形式，它解决了传统枚举的诸多问题，提高了代码的安全性、可读性和可维护性。

下面博主准备了关于它使用的顺口溜，帮助大家记忆：

枚举类，C++11，命名不冲突，作用域严。enum class 加限定，Red要加Color::才安全。隐式转换不允许，int转它要static_cast显。底层类型可指定，uint8_t省空间，嵌入式欢。switch要全覆盖，case别漏防出错，default保平安。封装功能更强大，加描述、状态码，类来管。类型安全最重要，enum class替旧版，代码稳！

传统枚举与枚举类对比：

可视化流程图：

本篇分享枚举类使用知识到这里，欢迎大家继续订阅本专栏学习更多知识来充实大脑。