通过枚举类型的整数类型的命名参数

Question

考虑以下代码：

template<int complexity>
class Widget 
{
public:
    Widget(int size);
};

int main()
{
    Widget<4> widget(12); // not easily readable if definition of Widget in some faraway header
    return 0;
}

另一种尝试将枚举类型转换为命名参数：

enum ComplexityInt : int {};
enum SizeInt : int {};

template<ComplexityInt complexity>
class Widget 
{
public:
    Widget(SizeInt size);
};

int main()
{
    Widget<(ComplexityInt) 4> widget((SizeInt) 12);
    return 0;
}

第二个示例是否完全没有一些不良副作用或额外成本的 C++ 代码？从风格和可读性的角度来看，您对此有何看法？

Answer 1

有 2 个不同/正交的事情需要考虑（我以 Rectangle 为例）：

• 您要命名参数吗？ （如Height/Width）

命名参数以一些冗长和额外类型为代价增加了更好的表现力。 这些类型可能只存在于通过 IMO 显式传递参数。

转置矩形将交换height 和width。

• 你想表达一个类型吗？ （如Length）

额外类型允许更安全，但以额外类型为代价，可能还有一些“重复”功能（Length 应该是可添加的，（他们的产品提供Area），但添加Weight 也是可能的，复制添加它们的基础类型）。

作为const，Type 可能需要在代码中传播。

• 两者都有？

你可以:-) 由于概念是正交的。它不是让Height 包装int/double，而是包装Length。

Answer 2

让我们暂时忽略它是否有效。

使用enum，您可能会提高——即使我个人不同意——调用方的可读性。

但从与 Widget 代码本身相关的代码的角度来看，如果这些 enum 实际上表示具有任意值的积分，它们看起来是错误的和令人困惑的。

如果complexity 和size 的值被限制在某个范围内，最好为它们定义一个专用类型。

如果你想进入像 enum 示例这样的方向，我会改用 using。

using ComplexityInt = int;
using SizeInt = int;

template<ComplexityInt complexity>
class Widget 
{
public:
    Widget(SizeInt size);
};

int main()
{
    Widget<ComplexityInt(4)> widget( SizeInt(12) );
    return 0;
}

Answer 3

我相信这些转换是未定义的行为，因为这些整数超出了枚举值的范围。来自 C++20 草案 [expr.static.cast]/10：

如果枚举类型没有固定的底层 type，如果原始值在枚举值（9.7.1）的范围内，则值不变，并且 否则，行为未定义。

我不同意没有这些强制转换的代码是不可读的。我觉得你想多了。

对于任何体面的编辑器，将鼠标悬停在类名上（或按住 ctrl 单击以导航到其定义）将显示定义以及 complexity 参数的名称。构造函数及其size 参数也是如此。

做任何这种奇怪的铸造都会让读者想知道发生了什么，而不是继续阅读代码。

Answer 4

正如其他人已经指出的那样，强制转换是一种类型安全违规，应尽可能避免，尤其是 c 样式强制转换（语法 (xxx) 或 xxx() 并不重要），因为您无法控制编译器实际上是在做的。参数修饰不是绕过语言类型安全的正当理由。 好吧，除此之外：

Widget</*Complexity*/ 4> widget(/*Size*/ 12);

如果您需要一些编译器支持，对于 int 参数，您可以安全地这样做：

struct Size
{
    constexpr explicit Size(const int v) noexcept : value(v) {}
    constexpr operator int() const noexcept { return value; }
    int value;
};

template<int complexity>
class Widget 
{
public:
    Widget(Size size) {}
};

int main()
{
    //Widget<4> widget(12); // Error: 12 is not a Size
    Widget<4> widget(Size{12}); // Ok
}

代码是自我解释的，我很确定这不会增加开销，二进制输出将是相同的。 关于模板参数，事情有点微妙。 假设您有有限数量的可能复杂性，您可以这样做：

enum class Complexity { min=1, mid, max, super };

template<Complexity complexity>
class Widget 
{
public:
    Widget(Size size) {}
};

int main()
{
    //Widget<4> widget(Size{12}); // Error, 4 is not a Complexity
    Widget<Complexity::super> widget(Size{12}); // Ok
}