值初始化枚举的行为

Question

首先，我想说，根据 cppreference.com，对枚举进行值初始化有点不可能。

根据http://en.cppreference.com/w/cpp/language/value_initialization，值初始化枚举实际上执行零初始化。因此，根据http://en.cppreference.com/w/cpp/language/zero_initialization，对枚举进行零初始化的效果是：

如果T 是标量类型，则对象的初始值是整数常量零隐式转换为T。

但是，整数常数零不能隐式转换为枚举。最终，枚举不能进行值初始化。这听起来很奇怪，并且值初始化枚举确实适用于 VC、GCC 和 clang。那么，标准对此有何规定？

第二，根据http://en.cppreference.com/w/cpp/language/static_cast：

如果将表达式的值转换为枚举的底层类型，不是目标枚举值之一）

那么，这是否意味着如果目标枚举没有等于 0 的枚举数，则对枚举进行值初始化（如果它确实有效）实际上可能会导致未定义的行为？

Answer 1

cmets 给出了这个问题的答案。下面给出了我试图解释其背后的整个标准的尝试。

零初始化T 类型的对象或引用意味着：

• 如果T是标量类型（3.9），对象被初始化为值 通过将整数文字0（零）转换为T获得；

（枚举是标量类型；§3.9/9） 因此，由于转换不是隐式的，我们不是在看第 4 节，而是在第 5.2.9 节；

表达式static_cast<T>(v) 的结果是 将表达式v 转换为类型T。

§5.2.9/10 然后定义如何将整数值转换为枚举类型。

整数或枚举类型的值可以显式转换为 枚举类型。 如果原始值是，则值不变 在枚举值范围内（7.2）。否则，结果 值未指定（可能不在该范围内）。

必须证明零在所有枚举的枚举值范围内。
接下来的五个引述取自第 7.2/8 节：

对于基础类型固定的枚举， 枚举是底层类型的值。

由于所有允许的基础类型在其值范围内都包含零*，因此这会自动给出所需的结果。现在，对于没有固定基础类型的枚举，

否则，对于 e_min 是最小的枚举 enumerator 和 e _max 是最大的， 枚举是 b _min 到 b 范围内的值 _max ，定义如下：

即我们必须证明 b_min 总是小于或等于零，而 b_max 总是大于或等于零。

让 K 为 1 表示二 补码表示，0 表示一个补码或 符号大小表示。
b _max 是大于等于max(|e _min的最小值>| - K, |e _max|) 等于 2M - 1，其中 M 是一个非负整数。

|e _max| 是非负数，两个数的最大值至少与两个数一样大。因此 max(|e _min| - K, |e _max|) 也是非负的，并且 b_max 必须大于或等于该数字 - 所以我们的第一个要求得到满足。

b _min 如果 e_min 是非负数且 -(bmax + K) 否则。

b_min 显然是零或负数：b_max 是非负数，如上所示，并且 K 是非负的（0 或 1），因此它们和的加法逆是非正的。我们的第二个要求得到满足。最后，

如果 enumerator-list 为空，则 枚举就像枚举有一个单一的枚举器 值0。

这通过设置 e_min = e_max = 0 得到上述结果。

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• 这简化为“所有整数类型在其值范围内都为零”的说法，这留给读者来证明。

Answer 2

1：这可能是不可理解的：

enum class SomeEnum : int { V1 = 0, V2 = 1, V3 = 2 }; 
SomeEnum a = 0; // compile error
SomeEnum b = SomeEnum.V1; // OK

这是对未定义行为的基本保护！

2：是的，是的:)

SomeEnum c = static_cast<SomeEnum>(1); // = SomeEnum.V2
SomeEnum d = static_cast<SomeEnum>(5); // undefined behavior

static_cast 根据定义是危险的，它只能用于支持序列化或旧的 c 接口！