C中的Typesafe枚举？

如果我有多个enum ，例如：

  enum Greetings{ hello, bye, how }; enum Testing { one, two, three }; 

如何强制使用正确的enum ？ 例如，我不希望有人在使用hello时使用hello以获得更好的调试和可读性。

Answer 1

在C中，您可以使用样板代码伪造它。

 typedef enum { HELLO_E, GOODBYE_E } greetings_t; struct greetings { greetings_t greetings; }; #define HELLO ((struct greetings){HELLO_E}) #define GOODBYE ((struct greetings){GOODBYE_E}) typedef enum { ONE_E, TWO_E } number_t; struct number { number_t number; }; #define ONE ((struct number){ONE_E}) #define TWO ((struct number){TWO_E}) void takes_greeting(struct greetings g); void takes_number(struct number n); void test() { takes_greeting(HELLO); takes_number(ONE); takes_greeting(TWO); takes_number(GOODBYE); } 

这不应该产生任何开销，并产生错误而不是警告：

 $ gcc -c -std = c99 -Wall -Wextra test2.c
 test2.c：在函数'test'中：
 test2.c：19：错误：'takes_greeting'的参数1的不兼容类型
 test2.c：20：错误：'takes_number'的参数1的不兼容类型

请注意，我没有使用GNU扩展，也没有生成虚假警告。 只有错误。 另请注意，我使用的是一种与泥土一样古老的GCC版本，

 $ gcc --version
 powerpc-apple-darwin9-gcc-4.0.1（GCC）4.0.1（Apple Inc. build 5493）
版权所有（C）2005 Free Software Foundation，Inc。
这是免费软件; 查看复制条件的来源。 没有
保证; 甚至不适用于适销性或特定用途的适用性。

这适用于任何支持C99复合文字的编译器。

Answer 2

Clang产生以下警告，这是您可以做的最好的事情（尽管用户可以将警告升级为错误）。

 enum Greetings { hello, bye, how }; enum Count { one, two, three }; void takes_greeting(enum Greetings x) {} void takes_count(enum Count x) {} int main() { takes_greeting(one); takes_count(hello); } 

编译器输出：

 cc foo.c -o foo foo.c:8:17: warning: implicit conversion from enumeration type 'enum Count' to different enumeration type 'enum Greetings' [-Wenum-conversion] takes_greeting(one); ~~~~~~~~~~~~~~ ^~~ foo.c:9:14: warning: implicit conversion from enumeration type 'enum Greetings' to different enumeration type 'enum Count' [-Wenum-conversion] takes_count(hello); ~~~~~~~~~~~ ^~~~~ 

如果用户要忽略编译器中的错误和警告，那么您无法帮助他们。

Answer 3

不幸的是， enum是C类型系统中的一个弱点。 enum类型的变量属于enum类型，但是用enum声明的常量是int类型。

所以在你的例子中

 enum Greetings{ hello, bye, how }; enum Testing { one, two, three }; enum Greetings const holla = hello; enum Testing const eins = one; 

hello和one是相同值的两个名称，即0 ，并且类型为int 。

holla和eins再次具有值0 ，但具有各自的类型。

如果你想为“真正的”常量强制一些“官方”类型安全，那就是具有你想要的类型和值的实体，你必须使用一些更复杂的结构：

 #define GREETING(VAL) ((enum Greetings){ 0 } = (VAL)) #define HELLO GREETING(hello) 

GREETING宏中的赋值确保结果为“rvalue”，因此无法对其进行修改，编译器将仅针对其类型和值进行修改。

Answer 4

这是你不想听到的答案。 在C中，你不能真的。 现在，如果你的C代码在C ++的“Clean C”子集中，你可以使用C ++编译器进行编译，以获得使用错误的enum / int值等的所有错误。

Answer 5

如果你还想确保有效范围，那么有一种技术可以带来指针取消引用的小开销，用于获取整数值 – 以及大量的样板类型。 它可能仍然有用，因为它可以在编写范围检查代码时利用它，否则它将是必要的。

greetings.h：

 #ifndef GREETINGS_H #define GREETINGS_H struct greetings; typedef struct greetings Greetings; extern const Greetings * const Greetings_hello; extern const Greetings * const Greetings_bye; extern const Greetings * const Greetings_how; const char *Greetings_str(const Greetings *g); int Greetings_int(const Greetings *g); #endif 

greetings.c：

 #include "greetings.h" struct greetings { const int val; }; static const Greetings hello = { 0 }; static const Greetings bye = { 1 }; static const Greetings how = { 2 }; const Greetings * const Greetings_hello = &hello; const Greetings * const Greetings_bye = &bye; const Greetings * const Greetings_how = &how; static const char * const Greetings_names[] = { "hello", "bye", "how" }; const char * Greetings_str(const Greetings *g) { return Greetings_names[g->val]; } int Greetings_int(const Greetings *g) { return g->val; } 

示例main.c：

 #include  #include "greetings.h" void printTest(const Greetings *greeting) { if (greeting == Greetings_how) return; puts(Greetings_str(greeting)); } int main() { const Greetings *g = Greetings_hello; printTest(g); } 

是的，输入很多，但你可以获得完整的类型和范围安全性。 没有其他编译单元可以实例化struct greetings ，因此您完全安全。

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编辑2015-07-04：为了防止NULL，有两种可能性。 使用NULL作为默认值（ #define Greetings_hello 0而不是现在使用的指针）。 这非常方便，但默认枚举值的类型安全性，NULL可用于任何枚举。 或者声明它无效并在访问器方法中检查它，返回错误，或使用类似GCC __attribute__((nonnull()))来在编译时捕获它，例如在greetings.h中：

 const char *Greetings_str(const Greetings *g) __attribute__((nonnull(1))); 

Answer 6

您可以键入自己的枚举，然后声明这些类型的变量和函数参数。