我只是注意到不能在枚举上使用标准数学运算符,如++或+=。

那么,在c++枚举中遍历所有值的最佳方法是什么?


枚举就不行。也许枚举不是最适合您的情况。

一个常见的约定是将最后一个枚举值命名为MAX,并使用它来控制一个int类型的循环。


典型的方式如下:

enum Foo {
  One,
  Two,
  Three,
  Last
};

for ( int fooInt = One; fooInt != Last; fooInt++ )
{
   Foo foo = static_cast<Foo>(fooInt);
   // ...
}

请注意,枚举Last将被迭代跳过。利用这个“假的”Last enum,你不必每次想要添加一个新enum时都将for循环中的终止条件更新为最后一个“真实的”enum。 如果你以后想添加更多的枚举,只要在Last之前添加它们。本例中的循环仍然有效。

当然,如果指定了enum值,则会中断:

enum Foo {
  One = 1,
  Two = 9,
  Three = 4,
  Last
};

这说明枚举并不是真正用于遍历的。处理枚举的典型方法是在switch语句中使用它。

switch ( foo )
{
    case One:
        // ..
        break;
    case Two:  // intentional fall-through
    case Three:
        // ..
        break;
    case Four:
        // ..
        break;
     default:
        assert( ! "Invalid Foo enum value" );
        break;
}

如果你真的想要枚举,把枚举值填充到一个向量中,然后遍历它。这也将正确地处理指定的enum值。


c++没有自省,所以你不能在运行时确定这类事情。


如果枚举以0开头,且增量始终为1。

enum enumType 
{ 
    A = 0,
    B,
    C,
    enumTypeEnd
};

for(int i=0; i<enumTypeEnd; i++)
{
   enumType eCurrent = (enumType) i;            
}

如果没有,我想唯一的原因是创造一个像

vector<enumType> vEnums;

添加条目,并使用普通的迭代器....


还可以重载枚举类型的自增/自减操作符。


您可以尝试并定义以下宏:

#define for_range(_type, _param, _A1, _B1) for (bool _ok = true; _ok;)\
for (_type _start = _A1, _finish = _B1; _ok;)\
    for (int _step = 2*(((int)_finish)>(int)_start)-1;_ok;)\
         for (_type _param = _start; _ok ; \
 (_param != _finish ? \
           _param = static_cast<_type>(((int)_param)+_step) : _ok = false))

现在你可以使用它:

enum Count { zero, one, two, three }; 

    for_range (Count, c, zero, three)
    {
        cout << "forward: " << c << endl;
    }

它可以用来在无符号、整数、枚举和字符之间来回迭代:

for_range (unsigned, i, 10,0)
{
    cout << "backwards i: " << i << endl;
}


for_range (char, c, 'z','a')
{
    cout << c << endl;
}

尽管它的定义很尴尬,但它优化得很好。我看了一下vc++中的反汇编程序。 代码非常高效。不要推迟,但是三个for语句:编译器在优化后只会产生一个循环!你甚至可以定义封闭的循环:

unsigned p[4][5];

for_range (Count, i, zero,three)
    for_range(unsigned int, j, 4, 0)
    {   
        p[i][j] = static_cast<unsigned>(i)+j;
    }

显然,不能在有间隙的枚举类型中进行迭代。


其他答案中没有涉及到的东西=如果你使用强类型c++ 11枚举,你不能对它们使用++或+ int。在这种情况下,需要一个有点混乱的解决方案:

enum class myenumtype {
  MYENUM_FIRST,
  MYENUM_OTHER,
  MYENUM_LAST
}

for(myenumtype myenum = myenumtype::MYENUM_FIRST;
    myenum != myenumtype::MYENUM_LAST;
    myenum = static_cast<myenumtype>(static_cast<int>(myenum) + 1)) {

  do_whatever(myenum)

}

这些解决方案太复杂了,我喜欢这样:

enum NodePosition { Primary = 0, Secondary = 1, Tertiary = 2, Quaternary = 3};

const NodePosition NodePositionVector[] = { Primary, Secondary, Tertiary, Quaternary };

for (NodePosition pos : NodePositionVector) {
...
}

#include <iostream>
#include <algorithm>

namespace MyEnum
{
  enum Type
  {
    a = 100,
    b = 220,
    c = -1
  };

  static const Type All[] = { a, b, c };
}

void fun( const MyEnum::Type e )
{
  std::cout << e << std::endl;
}

int main()
{
  // all
  for ( const auto e : MyEnum::All )
    fun( e );

  // some
  for ( const auto e : { MyEnum::a, MyEnum::b } )
    fun( e );

  // all
  std::for_each( std::begin( MyEnum::All ), std::end( MyEnum::All ), fun );

  return 0;
}

在c++11中,实际上有一个替代方案:编写一个模板化的自定义迭代器。

让我们假设枚举是

enum class foo {
  one,
  two,
  three
};

这段泛型代码将会非常有效地达到目的——放置在泛型头文件中,它将为你提供任何你可能需要迭代的枚举:

#include <type_traits>
template < typename C, C beginVal, C endVal>
class Iterator {
  typedef typename std::underlying_type<C>::type val_t;
  int val;
public:
  Iterator(const C & f) : val(static_cast<val_t>(f)) {}
  Iterator() : val(static_cast<val_t>(beginVal)) {}
  Iterator operator++() {
    ++val;
    return *this;
  }
  C operator*() { return static_cast<C>(val); }
  Iterator begin() { return *this; } //default ctor is good
  Iterator end() {
      static const Iterator endIter=++Iterator(endVal); // cache it
      return endIter;
  }
  bool operator!=(const Iterator& i) { return val != i.val; }
};

你需要专门化它

typedef Iterator<foo, foo::one, foo::three> fooIterator;

然后你可以使用range-for进行迭代

for (foo i : fooIterator() ) { //notice the parentheses!
   do_stuff(i);
}

枚举中没有空白的假设仍然成立;没有假设实际需要多少位来存储枚举值(感谢std::underlying_type)


对于MS编译器:

#define inc_enum(i) ((decltype(i)) ((int)i + 1))

enum enumtype { one, two, three, count};
for(enumtype i = one; i < count; i = inc_enum(i))
{ 
    dostuff(i); 
}

注意:这比简单的模板化自定义迭代器答案要少得多。

你可以通过使用typeof而不是decltype来让它与GCC一起工作,但我现在没有那个编译器来确保它能编译。


如果你不喜欢用最终的COUNT项污染你的枚举(因为如果你也在开关中使用枚举,那么编译器会警告你缺少大小写COUNT:),你可以这样做:

enum Colour {Red, Green, Blue};
const Colour LastColour = Blue;

Colour co(0);
while (true) {
  // do stuff with co
  // ...
  if (co == LastColour) break;
  co = Colour(co+1);
}

如果你知道枚举值是连续的,例如Qt:Key枚举,你可以:

Qt::Key shortcut_key = Qt::Key_0;
for (int idx = 0; etc...) {
    ....
    if (shortcut_key <= Qt::Key_9) {
        fileMenu->addAction("abc", this, SLOT(onNewTab()),
                            QKeySequence(Qt::CTRL + shortcut_key));
        shortcut_key = (Qt::Key) (shortcut_key + 1);
    }
}

它像预期的那样工作。


我经常这样做

    enum EMyEnum
    {
        E_First,
        E_Orange = E_First,
        E_Green,
        E_White,
        E_Blue,
        E_Last
    }

    for (EMyEnum i = E_First; i < E_Last; i = EMyEnum(i + 1))
    {}

或者如果不是连续的,但有规则步长(例如位标志)

    enum EAnimalCaps
    {
        E_None    = 0,
        E_First   = 0x1,
        E_CanFly  = E_First,
        E_CanWalk = 0x2
        E_CanSwim = 0x4,
        E_Last
    }
    
    class MyAnimal
    {
       EAnimalCaps m_Caps;
    }

    class Frog
    {
        Frog() : 
            m_Caps(EAnimalCaps(E_CanWalk | E_CanSwim))
        {}
    }

    for (EAnimalCaps= E_First; i < E_Last; i = EAnimalCaps(i << 1))
    {}

只需创建一个int型数组并遍历该数组,但使最后一个元素为-1并使用它作为退出条件。

enum为:

enum MyEnumType{Hay=12,Grass=42,Beer=39};

然后创建数组:

int Array[] = {Hay,Grass,Beer,-1};

for (int h = 0; Array[h] != -1; h++){
  doStuff( (MyEnumType) Array[h] );
}

当然,只要-1检查不与任何一个元素冲突,无论表示中的整数都不会被分解。


下面是另一种只适用于连续枚举的解决方案。它给出了期望的迭代,除了增量中的丑陋,这是它的归属,因为这是c++中破坏的地方。

enum Bar {
    One = 1,
    Two,
    Three,
    End_Bar // Marker for end of enum; 
};

for (Bar foo = One; foo < End_Bar; foo = Bar(foo + 1))
{
    // ...
}

enum class A {
    a0=0, a3=3, a4=4
};
constexpr std::array<A, 3> ALL_A {A::a0, A::a3, A::a4}; // constexpr is important here

for(A a: ALL_A) {
  if(a==A::a0 || a==A::a4) std::cout << static_cast<int>(a);
}

constexpr std::array甚至可以迭代非顺序的枚举,而无需编译器实例化数组。这取决于编译器的优化启发式以及是否取数组的地址。

In my experiments, I found that g++ 9.1 with -O3 will optimize away the above array if there are 2 non-sequential values or quite a few sequential values (I tested up to 6). But it only does this if you have an if statement. (I tried a statement that compared an integer value greater than all the elements in a sequential array and it inlined the iteration despite none being excluded, but when I left out the if statement, the values were put in memory.) It also inlined 5 values from a non-sequential enum in [one case|https://godbolt.org/z/XuGtoc]. I suspect this odd behavior is due to deep heuristics having to do with caches and branch prediction.

这里有一个godbolt的简单测试迭代的链接,演示了数组并不总是被实例化。

这种技术的代价是写入enum元素两次,并保持两个列表同步。


假设枚举是按顺序编号是容易出错的。此外,您可能只希望迭代选定的枚举数。如果这个子集很小,显式遍历它可能是一个优雅的选择:

enum Item { Man, Wolf, Goat, Cabbage }; // or enum class

for (auto item : {Wolf, Goat, Cabbage}) { // or Item::Wolf, ...
    // ...
}

typedef enum{
    first = 2,
    second = 6,
    third = 17
}MyEnum;

static const int enumItems[] = {
    first,
    second,
    third
}

static const int EnumLength = sizeof(enumItems) / sizeof(int);

for(int i = 0; i < EnumLength; i++){
    //Do something with enumItems[i]
}

在Bjarne Stroustrup的c++编程语言书中,你可以读到他建议为特定的枚举重载操作符++。枚举是用户定义的类型,语言中存在针对这些特定情况的重载运算符。

你将能够编写以下代码:

#include <iostream>
enum class Colors{red, green, blue};
Colors& operator++(Colors &c, int)
{
     switch(c)
     {
           case Colors::red:
               return c=Colors::green;
           case Colors::green:
               return c=Colors::blue;
           case Colors::blue:
               return c=Colors::red; // managing overflow
           default:
               throw std::exception(); // or do anything else to manage the error...
     }
}

int main()
{
    Colors c = Colors::red;
    // casting in int just for convenience of output. 
    std::cout << (int)c++ << std::endl;
    std::cout << (int)c++ << std::endl;
    std::cout << (int)c++ << std::endl;
    std::cout << (int)c++ << std::endl;
    std::cout << (int)c++ << std::endl;
    return 0;
}

测试代码:http://cpp.sh/357gb

注意,我使用的是枚举类。Code也可以很好地使用enum。但我更喜欢枚举类,因为它们是强类型的,可以防止我们在编译时犯错误。


扩展@Eponymous的回答:它很棒,但没有提供通用语法。这是我想到的:

// Common/EnumTools.h
#pragma once

#include <array>

namespace Common {

// Here we forward-declare metafunction for mapping enums to their values.
// Since C++<23 doesn't have reflection, you have to populate it yourself :-(
// Usage: After declaring enum class E, add this overload in the namespace of E:
// inline constexpr auto allValuesArray(const E&, Commob::EnumAllValuesTag) { return std::array{E::foo, E::bar}; }
// Then `AllValues<NS::E>` will call `allValuesArray(NS::E{}, EnumAllValuesTag)` which will resolve
// by ADL.
// Just be sure to keep it sync'd with your enum!

// Here's what you want to use in, e.g., loops: "for (auto val : Common::AllValues<MyEnum>) {"

struct EnumAllValuesTag {}; // So your allValuesArray function is clearly associated with this header.

template <typename Enum>
static inline constexpr auto AllValues = allValuesArray(Enum{}, EnumAllValuesTag{});
// ^ Just "constexpr auto" or "constexpr std::array<Enum, allValuesArray(Enum{}, EnumAllValuesTag{}).size()>" didn't work on all compilers I'm using, but this did.

} // namespace Common

然后在你的命名空间:

#include "Common/EnumTools.h"

namespace MyNamespace {

enum class MyEnum {
    foo,
    bar = 4,
    baz = 42,
};

// Making this not have to be in the `Common` namespace took some thinking,
// but is a critical feature since otherwise there's no hope in keeping it sync'd with the enum.
inline constexpr auto allValuesArray(const MyEnum&, Common::EnumAllValuesTag) {
    return std::array{ MyEnum::foo, MyEnum::bar, MyEnum::baz };
}

} // namespace MyNamespace

然后在任何需要使用它的地方:

for (const auto& e : Common::AllValues<MyNamespace::MyEnum>) { ... }

所以即使你有typeded:

namespace YourNS {
using E = MyNamespace::MyEnum;
} // namespace YourNS

for (const auto& e : Common::AllValues<YourNS::E>) { ... }

我想不出比这更好的了,除了每个人都想要的实际语言功能。

未来工作:

您应该能够添加一个constexpr函数(以及一个元函数)来过滤Common::AllValues<E>,从而为枚举具有重复数值的情况提供一个Common::AllDistinctValues<E>,例如enum {foo = 0, bar = 0};。 我打赌有一种方法可以使用编译器的switch- coverage -all-enum-values来编写allValuesArray,这样如果枚举添加了一个值,它就会出错。


优点:枚举可以有你喜欢的任意顺序的任何值,并且仍然很容易迭代它们。 名称和值只定义一次,在第一个#define中。

缺点:如果你在工作中使用这个短语,你需要用一整段话来向你的同事解释。而且,必须声明内存来给你的循环提供迭代的东西是很烦人的,但我不知道有什么解决办法不限制你使用相邻值的枚举(如果枚举总是有相邻值,enum可能不会给你买那么多)。

//create a, b, c, d as 0, 5, 6, 7
#define LIST x(a) x(b,=5) x(c) x(d)
#define x(n, ...) n __VA_ARGS__,
enum MyEnum {LIST}; //define the enum
#undef x //needed
#define x(n,...) n ,
MyEnum myWalkableEnum[] {LIST}; //define an iterable list of enum values
#undef x //neatness

int main()
{
  std::cout << d;
  for (auto z : myWalkableEnum)
    std::cout << z;
}
//outputs 70567

使用未定义的宏包装器声明一个列表,然后在各种情况下以不同的方式定义包装器的技巧,除了这个应用程序之外,还有许多应用程序。


大多数解决方案基于(MIN, MAX)范围内的循环,但忽略了枚举中可能存在漏洞的事实。

我的建议是:

        for (int i = MYTYPE_MIN; i <= MYTYPE_MAX; i++) {
            if (MYTYPE_IsValid(i)) {
                MYTYPE value = (MYTYPE)i;
                // DoStuff(value)
            }   
        }   
        

在评论中已经有关于std::initializer_list (c++ 11)的讨论。 我提到example是为了遍历枚举。

或者std::initializer_list和一个更简单的语法:

enum E {
    E1 = 4,
    E2 = 8,
    // ..
    En
};

constexpr std::initializer_list<E> all_E = {E1, E2, /*..*/ En};

然后

for (auto e : all_E) {
    // Do job with e
}

参考链接


这里有一些非常易读且易于理解的方法,适用于弱类型的C和c++常规枚举,以及强类型的c++枚举类。

我建议使用-Wall -Wextra -Werror编译下面所有的例子。这为您提供了额外的安全性,如果您忘记在开关情况下覆盖任何枚举值,编译器将抛出编译时错误!这迫使您保持枚举定义和开关用例同步,这是代码的额外安全措施。只要你:

覆盖开关案例中的所有枚举值,和 没有默认开关大小写。 使用-Wall -Wextra -Werror旗帜构建。

我建议您遵循所有这3点,因为这是一个很好的实践,可以创建更好的代码。

1. 对于标准的弱类型C或c++ enum:

C定义(这也适用于c++):

typedef enum my_error_type_e 
{
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_1 = 0,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_2,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_3,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_4,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_5,
    /// Not a valid value; this is the number of members in this enum
    MY_ERROR_TYPE_count,
    // helpers for iterating over the enum
    MY_ERROR_TYPE_begin = 0,
    MY_ERROR_TYPE_end = MY_ERROR_TYPE_count,
} my_error_type_t;

c++定义:

enum my_error_type_t 
{
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_1 = 0,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_2,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_3,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_4,
    MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_5,
    /// Not a valid value; this is the number of members in this enum
    MY_ERROR_TYPE_count,
    // helpers for iterating over the enum
    MY_ERROR_TYPE_begin = 0,
    MY_ERROR_TYPE_end = MY_ERROR_TYPE_count,
};

C或c++对弱类型枚举的迭代:

注意:通过my_error_type++递增枚举是不允许的——甚至在c风格的enum上也不允许,所以我们必须这样做:my_error_type = (my_error_type_t)(my_error_type + 1)。注意,my_error_type+ 1是允许的,然而,因为这个弱enum在这里会自动隐式强制转换为int类型,这样就可以不手动强制转换为int类型:my_error_type = (my_error_type_t)((int)my_error_type + 1)。

for (my_error_type_t my_error_type = MY_ERROR_TYPE_begin; 
        my_error_type < MY_ERROR_TYPE_end;
        my_error_type = (my_error_type_t)(my_error_type + 1)) 
{
    switch (my_error_type) 
    {
        case MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_1:
            break;
        case MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_2:
            break;
        case MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_3:
            break;
        case MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_4:
            break;
        case MY_ERROR_TYPE_SOMETHING_5:
            break;
        case MY_ERROR_TYPE_count:
            // This case will never be reached.
            break;
    }
}

2. 对于限定作用域的强类型c++枚举类:

c++定义:

enum class my_error_type_t
{
    SOMETHING_1 = 0,
    SOMETHING_2,
    SOMETHING_3,
    SOMETHING_4,
    SOMETHING_5,
    /// Not a valid value; this is the number of members in this enum
    count,
    // helpers for iterating over the enum
    begin = 0,
    end = count,
};

这个强类型枚举的c++迭代:

注意,强制递增枚举类变量需要额外的(size_t)强制转换(或者(int)也可以接受)!这里我还选择使用c++风格的static_cast<my_error_type_t>强制转换,但是C风格的(my_error_type_t)强制转换(如上所示)也可以。

for (my_error_type_t my_error_type = my_error_type_t::begin; 
        my_error_type < my_error_type_t::end;
        my_error_type = static_cast<my_error_type_t>((size_t)my_error_type + 1)) 
{
    switch (my_error_type) 
    {
        case my_error_type_t::SOMETHING_1:
            break;
        case my_error_type_t::SOMETHING_2:
            break;
        case my_error_type_t::SOMETHING_3:
            break;
        case my_error_type_t::SOMETHING_4:
            break;
        case my_error_type_t::SOMETHING_5:
            break;
        case my_error_type_t::count:
            // This case will never be reached.
            break;
    }
}

Also notice the scoping. In the C++ strongly-typed enum class I used my_error_type_t:: to access each scoped enum class member. But, in the C-style weakly-typed regular enum, very similar scoping can be achieved, as I demonstrated, simply be prefixing each enum member name with MY_ERROR_TYPE_. So, the fact that the C++ strongly-typed enum class adds scoping doesn't really add much value--it's really just a personal preference in that regard. And the fact that the C++ strongly-typed enum class has extra type-safety also has pros and cons. It may help you in some cases but it definitely makes incrementing the enum and iterating over it a pain-in-the-butt, which, honestly, means it is doing its job. By making it harder to increment the scoped enum class variable as though it was an integer, the C++ strongly-typed enum class is doing exactly what it was designed to do. Whether or not you want that behavior is up to you. Personally, I frequently do not want that behavior, and so it is not uncommon for me to prefer to use C-style enums even in C++.

参见:

[我的回答]在c++11中有一种方法通过索引初始化一个向量吗? [我的问答]在c++中迭代枚举类的常用方法是什么? 我对c++中枚举类(强类型enum)和常规enum(弱类型enum)之间的一些差异的回答:如何自动将强类型enum转换为int? 我的一些关于-Wall -Wextra -Werror和其他构建选项的个人笔记,来自我的eRCaGuy_hello_world回购。


使用lambda,我发现这是遍历枚举的最佳(现代)方式。 这大大提高了抽象性。 甚至可以使它成为模板,所以它适用于任何枚举。 这段代码不会给您带来clang(-tidy)问题。

#include <functional>

/// @brief Loop over all enum values where the last enum value is the invalid one
void forEachAction(std::function<void(Enum)> &&doThis) {
    for (int value = 0; value = static_cast<int>(Enum::LastValue); ++value ) {
        doThis(static_cast<Enum>(value ));
    }
}

...

forEachAction([this](Enum value) {
    ...  // what you want to execute for every enum
});

将变量强制转换为int&类型可以在保持类型可读的同时进行递增。

#include <iostream>

enum MyEnum
{
    ONE,
    TWO,
    THREE,
    FOUR,
};

int main()
{
    for (MyEnum v = MyEnum::ONE; v <= MyEnum::FOUR; ++(int&)v)
    {
        std::cout<<v<<std::endl;
    }

    return 0;
}
0
1
2
3

(把Marski的回答当作一个很大的暗示……)

由于枚举定义的主体与初始化列表相同,如果我们使用一个简单的宏来写出值,就可以在不重复项目列表的情况下做到这一点:

#define ITEM_LIST_MACRO Wolf, Goat, Cabbage

enum Item { ITEM_LIST_MACRO }; // Define the enum

// Now iterate through it
for (auto item : { ITEM_LIST_MACRO }) {
}

优点:简单,没有重复,不需要保持恼人的第一个/最后一个哨兵值。(事实上,我认为这可能是目前为止建议的唯一解决方案,不需要用户记得在新项目添加到列表时更新“结束”标记。)

缺点:不适用于范围限定的枚举(enum类),因为初始化列表需要范围(Item::Wolf等)。如果你想指定枚举成员的值而不是默认值,同样不起作用。