类型安全的模板c ++ 11枚举类标志

Question

我试图使用模板创建类型安全的C ++标志。 我也希望有一个标志和旗帜S（是零，一个或多个标志）区别开来。

除了EnumFlag<T> operator | (T, T)之外，下面的解决方案效果很好 EnumFlag<T> operator | (T, T)导致所有| - 枚举上的操作返回类型EnumFlag 。 这打破了很多代码。 有什么技巧可以解决这个问题？ 在我的代码中，我执行以下操作，但是硬编码Option不是一个选项。 如何使这个通用？

EnumFlag<typename std::enable_if<std::is_same<T, Option>::value, T>::type> operator | (T l, T r)

将此更改为......

EnumFlag<T> operator | (T l, T r)

...的原因打破了一切。 我想要这样的东西（不是compilabel代码）。 或者任何其他更好的主意！

EnumFlag<typename std::enable_if<std::already_expanded<EnumFlag<T>>::value, T>::type> operator | (T l, T r)

完整的可编辑代码：

EnumFlag.h

#ifndef __classwith_flags_h_
#define __classwith_flags_h_

#include <type_traits>

enum class Option
{
    PrintHi = 1 << 0,
    PrintYo = 1 << 1,
    PrintAlot = 1 << 2
};

template <typename T>
class EnumFlag
{
public:
    using UnderlayingType = typename std::underlying_type<T>::type;

    EnumFlag(const T& flags)
        : m_flags(static_cast<UnderlayingType>(flags))
    {}

    bool operator & (T r) const
    {
        return 0 != (m_flags & static_cast<UnderlayingType>(r));
    }

    static const T NoFlag = static_cast<T>(0);

private:
    UnderlayingType  m_flags;
};
template<typename T>
EnumFlag<typename std::enable_if<std::is_same<T, Option>::value, T>::type> operator | (T l, T r)
{
    return static_cast<T>(static_cast<typename EnumFlag<T>::UnderlayingType>(l) | static_cast<typename EnumFlag<T>::UnderlayingType>(r));
}

class ClassWithFlags
{
public:
    using Options = EnumFlag < Option >;

    void doIt(const Options &options);
};

#endif

EnumFlag.cpp

#include "EnumFlag.h"

#include <iostream>

void ClassWithFlags::doIt(const Options &options)
{
    if (options & Option::PrintHi)
    {
        std::cout << "Hi" << std::endl;
    }
    if (options & Option::PrintYo)
    {
        std::cout << "Yo!" << std::endl;
    }
}

int main()
{
    ClassWithFlags classWithFlags;
    classWithFlags.doIt(Option::PrintHi | Option::PrintAlot);
}

> 演示 <

实际代码将包含更多运算符，但这足以说明问题。

一个较少侵入性的解决方案就是这个（但仍然过于干扰）

template<typename T>
typename std::underlying_type<T>::type operator | (T l, T r)
{
    return (static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(l) | static_cast<typename std::underlying_type<T>::type>(r));
}

不够神，那么EnumFlag(const std::underlying_type<T> &flags)必须存在，我输掉了类型安全。 另外，我希望全局运算符重载只能为实际需要的类型创建。 宏也不是神，因为我想要允许在类内部声明EnumFlag 。 全局重载不可能存在，因此我需要在不同位置进行两次宏调用以在EnumFlag上创建。

解决方案必须是纯C ++ 11 / stl。

Answer 1

安东尼威廉姆斯有一个很好的代码与准备代码： “使用枚举类作为位域” 。

也许这就是你所寻求的。 与我看到的其他解决方案不同，这里不使用宏 - 只是纯模板。

举例说明他的解决方案：

#include "bitmask_operators.hpp"

enum class A{
    x=1,y=2
       };

enum class B:unsigned long {
    x=0x80000000,y=0x40000000
        };

template<>
struct enable_bitmask_operators<A>{
    static const bool enable=true;
};

template<>
struct enable_bitmask_operators<B>{
    static const bool enable=true;
};

enum class C{x,y};


int main(){
    A a1=A::x | A::y;
    A a2=a1&A::y;
    a2^=A::x;
    A a3=~a1;

    B b1=B::x | B::y;
    B b2=b1&B::y;
    b2^=B::x;
    B b3=~b1;

    // C c1=C::x | C::y;
    // C c2=c1&C::y;
    // c2^=C::x;
    // C c3=~c1;
}

bitmask_operators.hpp源代码 。

Answer 2

我将如何做到这一点，希望你会发现它很有用。

主要问题是如何区分枚举标志和所有其他类型。 我会使用额外的模板类型，例如flag_type ，它只有我们的枚举标志的成员value ：

template<typename T>
typename flag_type<T>::value operator | (T, T)
{
    /* implementation */
}

默认flag_type为空

template<typename T>
struct flag_type {};

而对于枚举标志，它将包含一个从operator|返回的EnumFlag类型 。 这是一个宏，它做到了：

#define DECLARE_FLAG_TYPE(__type)                             \
template<>                                                    \
struct flag_type<__type> { using value = EnumFlag<__type>; }

然后，我们可以使用它来定义外部作用域和类中的枚举标志：

enum class Option
{
    One   = 1 << 0,
    Two   = 1 << 1,
    Three = 1 << 2
};
DECLARE_FLAG_TYPE(Option);

class Class
{
public:
    enum class Option
    {
        Four = 1 << 0,
        Five = 1 << 1
    };
};
DECLARE_FLAG_TYPE(Class::Option);

Answer 3

此解决方案根本不需要任何其他宏来使用枚举类声明：

enum class MyEnum { Value1 = 1 << 0, Value2 = 1 << 1 };
using MyEnums = flags<MyEnum>; // actually this line is not necessary

auto mask = Value1 | Value2; // set flags Value1 and Value 2
if (mask & Value2) { // if Value2 flag is set
    doSomething();
}

https://github.com/grisumbras/enum-flags