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【C/C++】C和C++11之enum枚举的使用细节

2020-12-08 10:37:12 李春港

作者:李春港
出处:https://www.cnblogs.com/lcgbk/p/14101271.html

一、前言

由于C++项目中用了相对比较多的枚举(enum),正常情况下,枚举变量都是占用一个整形类型的大小,但是项目中枚举(enum)只需要使用到一个字节的大小,因为是在嵌入式设备上执行的代码,资源比较少,那么如果枚举都是按照int型大小来使用的话,这无疑是一种资源浪费。

所以就想有没有一种办法可以控制枚举(enum)占用内存的办法。所幸,通过查找资料,发现C++11的新特性刚好加入了控制枚举大小的机制。那么接下来我们就来看看,枚举(enum)在C++11标准有哪些变化?以及C和C++11中的枚举(enum)有什么区别?

二、C中的枚举(enum)

2.1 C中枚举的大小

前面有说到,默认情况下,枚举enum的大小是一个整形类型的大小,但是整形类型有很多:int、long int、short int等,所以enum的大小还是不能确定的。在C中enum的大小是不可以通过程序员显式控制的,这个大小是编译器根据我们给枚举(enum)赋值的大小来选择合适的整数类型的。

下面举个例子:

/*****************************************************************************
** Copyright  2020 lcg. All rights reserved.
** File name: enum.c
** Description: 测试enum的特性
** Author: lcg
** Version: 1.0
** Date: 2020.12.08
*****************************************************************************/

#include <stdio.h>

enum color1
{
    RED = 0,
    GREEN,
    BLUE
};

enum color2
{
    GRAY = 0x1122334455,
    YELLOW,
    PURPLE
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("enum color1: %d\n", sizeof(enum color1));
    printf("enum color2: %d\n", sizeof(enum color2));
    return 0;
}

输出结果:

enum color1: 4
enum color2: 8

我们发现这两个枚举变量所占用的大小是不一样的,enum color2已经超过了4个字节,所以编译器会根据实际值的大小来调整枚举变量的大小。

这就存在了一个弊端,当我们定义的一个结构体里面有枚举变量的时候,当枚举变量值变化的时候,那么结构体的大小就有可能会跟着变化。在没有给枚举赋值的时候为结构体申请了堆空间,后面如果给枚举赋了一个超过4个字节的值,那么这个时候结构体的实际大小就已经变化了,这样我们后面程序对该结构体进行操作时就会存在隐患。

2.2 C中枚举的取值范围

我们继续使用上面的例程来说明取值范围:

/*****************************************************************************
** Copyright  2020 lcg. All rights reserved.
** File name: enum.c
** Description: 测试enum的特性
** Author: lcg
** Version: 1.1
** Date: 2020.12.08
*****************************************************************************/

#include <stdio.h>

enum color1
{
    RED = 0,
    GREEN,
    BLUE
};

enum color2
{
    GRAY = 1,
    YELLOW,
    PURPLE
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    enum color1 myClolor1;
    
    myClolor1 = RED;
    printf("myClolor1: %d\n", myClolor1);
    
    myClolor1 = GRAY;
    printf("myClolor1: %d\n", myClolor1);
    
    myClolor1 = 10;
    printf("myClolor1: %d\n", myClolor1);
    
    return 0;
}

输出结果:

myClolor1: 0
myClolor1: 1
myClolor1: 10

可以看到,在C下enum定义的变量可以赋规定范围外的值的,但是在C++11下这是不允许的。在C++11中编译会不通过,是C++11对C中enum的优化。

三、C++11中的枚举(enum)

3.1 c++11中新增枚举大小的控制

在C++11中程序员就可以对枚举(enum)进行显式控制其占用内存的大小了,如下示例:

/*****************************************************************************
** Copyright  2020 lcg. All rights reserved.
** File name: enum.cpp
** Description: 测试enum的特性
** Author: lcg
** Version: 1.2
** Date: 2020.12.08
*****************************************************************************/

#include <stdio.h>

enum color1 : char {
    RED = 0,
    GREEN,
    BLUE
};

enum color2 : int {
    GRAY = 1,
    YELLOW,
    PURPLE
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    printf("enum color1: %d\n", sizeof(enum color1));
    printf("enum color2: %d\n", sizeof(enum color2));
    
    return 0;
}

输出结果:

enum color1: 1
enum color2: 4

C++11这样的特性就可以很好地解决我在前言所说的那些情况啦,可以节省资源。

3.2 c++11新增有作用域的枚举类型

如上面2.2小节的程序如果在C++11的标准中编译就会出现以下的报错:

1.cpp:33:15: error: cannot convert ‘color2’ to ‘color1’ in assignment
     myClolor1 = GRAY;
               ^
1.cpp:36:15: error: invalid conversion from ‘int’ to ‘color1’ [-fpermissive]
     myClolor1 = 10;

在C++11标准中,enum定义的变量是不可以赋规定范围外的值的。这样为后期的调试带来了很多的便利之处。

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https://www.cnblogs.com/lcgbk/p/14101271.html