C ++中类似Java的枚举：静态类成员的初始化

Question

我试图模仿Java枚举。 这是我想出的：

template<typename Enumeration_Type>
class Enumeration {
public:
    static auto get(int value) -> const Enumeration_Type& {
        const auto result = getMap().find(value);
        return *dynamic_cast<const Enumeration_Type*>(result->second);
    };

    const int value;

    Enumeration(const Enumeration& other) = delete;
    Enumeration(Enumeration&& other) noexcept = delete;
    auto operator=(const Enumeration& other) -> Enumeration& = delete;
    auto operator=(Enumeration&& other) noexcept -> Enumeration& = delete;

    virtual operator int() const noexcept { return value; }
protected:
    explicit constexpr Enumeration(const int value)
        : value{value} { getMap().emplace(value, this); }

    ~Enumeration() = default;
private:
    static auto getMap() noexcept -> std::unordered_map<int, const Enumeration<Enumeration_Type>*>& {
        static std::unordered_map<int, const Enumeration<Enumeration_Type>*> map;
        return map;
    }
};
}

它是枚举的基类，它在构造函数中注册指向派生类型的实例的指针-通过这种方式，它使静态方法get()可以通过分配的值访问枚举。 这是一个派生类：

class DataType final: public Enumeration<DataType> {
public:
    static const DataType UNSIGNED_INT;
// Other types...

    const std::string_view name;

    using Enumeration<DataType>::get;
private:
    constexpr DataType(const int value, const std::string_view name) noexcept
        : Enumeration<DataType>{value},
          name{name} {}
};

后跟源文件：

const DataType DataType::UNSIGNED_INT{0x1405, "UNSIGNED INT"};
// Other types...

这似乎可行，但恐怕无法保证派生类中的静态成员在对基类中的第一次调用get()之前通过构造函数进行初始化和注册。 例如：是否可能发生以下情况：调用get()基类中的映射为空？

Answer 1

如我前面的评论中所述，静态变量（枚举值）是在动态初始化阶段（在调用main函数之前）进行初始化的。 因此，只要您在主要功能启动之前不使用“枚举”，就可以保证安全。 下面演示了一种情况，在这种情况下可能会发生：

#include <unordered_map>
#include <iostream>
#include <tuple>

class no_such_enum_value_exception {};

template<typename Enumeration_Type>
class Enumeration {
    using MapType = std::unordered_map<int, const Enumeration<Enumeration_Type>*>;
public:
    static const Enumeration_Type& get(int value)
    {
        const MapType& EnumMap = getMap();
        const auto result = EnumMap.find(value);

        if (result ==  EnumMap.end()) throw no_such_enum_value_exception();

        return *dynamic_cast<const Enumeration_Type*>(result->second);
    };

    const int value;

    virtual operator int() const noexcept { return value; }

protected:
    explicit constexpr Enumeration(const int value)
        : value{value} { getMap().emplace(value, this); }

    ~Enumeration() = default;

private:
    static MapType& getMap() noexcept {
        static MapType map;
        return map;
    }

// moved down as they are not an important part of the interface
    Enumeration(const Enumeration& other) = delete;
    Enumeration(Enumeration&& other) noexcept = delete;
    auto operator=(const Enumeration& other) -> Enumeration& = delete;
    auto operator=(Enumeration&& other) noexcept -> Enumeration& = delete;
};


class DataType final: public Enumeration<DataType> {
public:
// Other types...

    const std::string_view name;

    using Enumeration<DataType>::get; // not needed get is available anyway
public:
    constexpr DataType(const int value, const std::string_view name) noexcept
        : Enumeration<DataType>{value},
        name{name} {}
};

class DataType2 final: public Enumeration<DataType2> {
public:
    DataType2(int value)
        : Enumeration<DataType2>{value}
    {
        try {
            const DataType& dt1_b = DataType::get(2);
            std::cout << "DataType::get(2): " << dt1_b.name << std::endl;
        }
        catch (const no_such_enum_value_exception&)
        {
            std::cout << "DataType::get(2) failed" << std::endl;
        }
    }
};

static const DataType DT1_A{1, "UNSIGNED INT"};
static const DataType2 DT2_A{1};
static const DataType DT1_B{2, "UNSIGNED INT"};
static const DataType2 DT2_B{2};


int main(int,char**){}

当您运行此程序时，您将获得：

DataType::get(2) failed                                                                                                                                                                                                                            
DataType::get(2): UNSIGNED INT