超出最大数字类型大小的枚举

Question

我想完全了解 C++ 编译器如何处理超出最大可能数的枚举，即同时包含 -1 和 UINT64_MAX，即

enum A {
    X = -1,
    Y = UINT64_MAX
};

首先我认为编译器不会接受此代码。实际上当enum被enum class替换时它不会编译，但是上面的例子编译。根据我们对底层类型的标准：

声明一个无作用域的枚举类型，其基础类型不固定（在这种情况下，基础类型是实现定义的整数类型，可以表示所有枚举器值；此类型不大于 int，除非枚举器的值不能适合 int 或 unsigned int。如果 enumerator-list 为空，则基础类型就好像枚举有一个值为 0 的枚举器）。 (https://en.cppreference.com/w/cpp/language/enum)

但这对我的例子意味着什么？

我写了一个小示例程序来看看会发生什么：

#include <iostream>
#include <cstdint>

enum A {
    X = -1,
    XX = -1,
    Y = UINT64_MAX
};

int main()
{

    std::cout << "X unsigned: " << (uint64_t)(X) << ", signed: " << (int64_t)(X) << std::endl;
    std::cout << "Y unsigned: " << (uint64_t)(Y) << ", signed: " << (int64_t)(Y) << std::endl;

    std::cout << "(X == XX) == " << (X == XX) << std::endl;
    std::cout << "(X == Y) == " << (X == Y) << std::endl;
}

输出是：

X unsigned: 18446744073709551615, signed: -1
Y unsigned: 18446744073709551615, signed: -1
(X == XX) == 1
(X == Y) == 0

现在我很困惑。显然，X 和 Y 代表同一个数字，但它们仍然是可区分的，即比较 X == Y 是假的（但 X=XX 实际上是真的）。这里发生了什么？

我知道，更好的方法不是使用旧的enum，而是使用新的enum class。 但是enum 仍然被广泛使用，我想了解这里发生了什么。

Answer 1

您的编译器很可能使用 128 位有符号整数类型作为支持类型，与 C++ 标准一致。

自己看看

std::cout << sizeof(std::underlying_type<A>::type);

链接：https://ideone.com/z4K0rz，输出 16。

您观察到的输出与将其缩小到 64 位无符号类型的转换一致。

Answer 2

您看到的是类型转换的效果，而不是enum。您的输出取决于您如何转换值。

试试这个：它的输出和你的一样，没有enums。

#include <iostream>
#include <cstdint>

int main()
{

    std::cout << "X unsigned: " << (uint64_t)(-1) << ", signed: " << (int64_t)(-1) << std::endl;
    return 0;
}

输出是：

X unsigned: 18446744073709551615, signed: -1