Реализация операторов для класса enum

после обсуждения вопроса увеличение и уменьшение "класса перечисления", Я хотел бы спросить о возможной реализации арифметических операторов enum class типы.

пример из исходного вопроса:

enum class Colors { Black, Blue, White, END_OF_LIST };

// Special behavior for ++Colors
Colors& operator++( Colors &c ) {
  c = static_cast<Colors>( static_cast<int>(c) + 1 );
  if ( c == Colors::END_OF_LIST )
    c = Colors::Black;
  return c;
}

есть ли способ реализовать арифметические операторы без приведения к типу с уже определенными операторами? Я не могу придумать ни одного, но кастинг беспокоит меня. Слепки обычно указывают на что-то неправильное и должна быть очень веская причина для их использования. Я ожидал бы, что язык позволит реализовать оператор, чтобы быть достижимым без принуждения к определенному типу.

30
c++ c++11 enum-class operator-overloading

3 ответов

решение не-бросания использовать переключатель. Однако, вы можете создать псевдо-переключатель используя шаблоны. Принцип заключается в рекурсивной обработке всех значений перечисления с помощью списка шаблонов (или пакета параметров). Итак, вот 3 метода, которые я нашел.

тест перечисления:

enum class Fruit
{
    apple,
    banana,
    orange,
    pineapple,
    lemon
};

ванильное переключатель (видео здесь):

/// Non-scalable way
Fruit& operator++(Fruit& f)
{
    switch(f)
    {
        case Fruit::apple: return f = Fruit::banana;
        case Fruit::banana: return f = Fruit::orange;
        case Fruit::orange: return f = Fruit::pineapple;
        case Fruit::pineapple: return f = Fruit::lemon;
        case Fruit::lemon: return f = Fruit::apple;
    }
}

метод c++03-ish (видео здесь):

template<typename E, E v>
struct EnumValue
{
    static const E value = v;
};

template<typename h, typename t>
struct StaticList
{
    typedef h head;
    typedef t tail;
};

template<typename list, typename first>
struct CyclicHead
{
    typedef typename list::head item;
};

template<typename first>
struct CyclicHead<void,first>
{
    typedef first item;
};

template<typename E, typename list, typename first = typename list::head>
struct Advance
{
    typedef typename list::head lh;
    typedef typename list::tail lt;
    typedef typename CyclicHead<lt, first>::item next;

    static void advance(E& value)
    {
        if(value == lh::value)
            value = next::value;
        else
            Advance<E, typename list::tail, first>::advance(value);
    }
};

template<typename E, typename f>
struct Advance<E,void,f>
{
    static void advance(E& value)
    {
    }
};

/// Scalable way, C++03-ish
typedef StaticList<EnumValue<Fruit,Fruit::apple>,
        StaticList<EnumValue<Fruit,Fruit::banana>,
        StaticList<EnumValue<Fruit,Fruit::orange>,
        StaticList<EnumValue<Fruit,Fruit::pineapple>,
        StaticList<EnumValue<Fruit,Fruit::lemon>,
        void
> > > > > Fruit_values;

Fruit& operator++(Fruit& f)
{
    Advance<Fruit, Fruit_values>::advance(f);
    return f;
}

метод C++11-ish (live здесь):

template<typename E, E first, E head>
void advanceEnum(E& v)
{
    if(v == head)
        v = first;
}

template<typename E, E first, E head, E next, E... tail>
void advanceEnum(E& v)
{
    if(v == head)
        v = next;
    else
        advanceEnum<E,first,next,tail...>(v);
}

template<typename E, E first, E... values>
struct EnumValues
{
    static void advance(E& v)
    {
        advanceEnum<E, first, first, values...>(v);
    }
};

/// Scalable way, C++11-ish
typedef EnumValues<Fruit,
        Fruit::apple,
        Fruit::banana,
        Fruit::orange,
        Fruit::pineapple,
        Fruit::lemon
> Fruit_values11;

Fruit& operator++(Fruit& f)
{
    Fruit_values11::advance(f);
    return f;
}

(C++11-иш старая версия)

вы можете расширить, добавив препроцессор, чтобы удалить необходимость повторения списка значений.

28

каждый оператор в C++ на перечислениях может быть записан без приведения к базовому типу, но результат будет смехотворно подробным.

пример:

size_t index( Colors c ) {
  switch(c) {
    case Colors::Black: return 0;
    case Colors::Blue: return 1;
    case Colors::White: return 2;
  }
}
Color indexd_color( size_t n ) {
  switch(n%3) {
    case 0: return Colors::Black;
    case 1: return Colors::Blue;
    case 2: return Colors::White;
  }
}
Colors increment( Colors c, size_t n = 1 ) {
  return indexed_color( index(c) + n );
}
Colors decrement( Colors c, size_t n = 1 ) {
  return indexed_color( index(c)+3 - (n%3) );
}
Colors& operator++( Colors& c ) {
  c = increment(c)
  return c;
}
Colors operator++( Colors& c, bool ) {
  Colors retval = c;
  c = increment(c)
  return retval;
}

и умный компилятор сможет превратить их в операции, которые непосредственно на основе интегрального типа.

но приведение к базовому интегральному типу в интерфейс enum class не плохо. И операторы являются частью интерфейса enum class.

Если вам не нравится этот цикл через size_t и считайте его поддельным, вы можете просто написать:

Colors increment( Colors c ) {
  switch(c) {
    case Colors::Black: return Colors::Blue;
    case Colors::Blue: return Colors::White;
    case Colors::White: return Colors::Black;
  }
}

и аналогично для декремента и реализации increment-by -n как циклы повторяются increment.

3
enum class Colors { Black, Blue, White };

Colors operator++(Colors& color)
{
    color = (color == Colors::White) ? Colors::Black : Colors(int(color) + 1);
    return color;
}

проверьте в C++ Shell

-1