C++强类型枚举:草案N2347的安全与改进
"C++草案n2347_Strongly Typed Enums.pdf" 这篇文档是关于C++编程语言的一个提案,旨在改进C++中的枚举(enum)类型,使其具有更强的类型安全性和代码清晰度。提案编号为SC22/WG21/N2347,由David E. Miller、Herb Sutter和Bjarne Stroustrup等人在2007年提出,主要针对C++03标准中枚举类型存在的问题进行修订。 1. 问题概述: C++03中的枚举类型虽然相比C语言有所改进,但仍存在一些问题,主要包括类型安全性不足、易引发意外错误、代码可读性差以及代码移植性不佳。这些问题可能导致编译器之间(包括同一编译器的不同版本)编译程序时出现无声的行为变化,而在关键生命安全软件中,这类安全隐患可能造成灾难性后果。 2. 当前问题及工作对策: - 问题1:隐式转换为整型。枚举值可以被无条件地隐式转换为整型,这可能导致类型安全问题。 - 问题2:无法指定底层类型。枚举的底层存储类型不能被明确指定,这可能影响空间预测和类型(如符号位)的控制。 - 子问题2.1:可预测且可指定的空间大小。开发者需要能够控制枚举占用的内存大小。 - 子问题2.2:可预测/可指定的类型(尤其是符号性)。枚举是否应为有符号或无符号应能被明确指定。 - 问题3:作用域。枚举常量的命名空间与全局作用域可能存在冲突。 - 问题4:为解决这些问题而引入的不兼容扩展。一些编译器提供了非标准的扩展来增强枚举,但这些扩展在不同编译器间并不兼容。 3. 提案: - 建议引入一种新的强类型枚举:`enum class`。这种新枚举类型将具有自己的作用域,并且不允许隐式转换为整型,从而提高类型安全性。 - 扩展现有的枚举:指定底层类型和明确的作用域。允许开发者显式指定枚举的底层类型,并通过作用域限定符来避免命名冲突。 4. 相互作用和实现性: - 相互作用:新特性如何与其他C++语言部分交互,可能需要考虑与现有代码的兼容性。 - 实现性:讨论了新特性在编译器中的实现可能性,确保提案的可实施性。 这个提案对C++语言的未来发展具有重要意义,它直接导致了C++11标准中强类型枚举(`enum class`)的引入,显著增强了枚举类型的类型安全和代码质量。
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