我不太喜欢与此相关的所有花哨的框架(宏、模板和类)，因为我认为使用它们会使代码更难理解，并且会增加编译时间并隐藏错误。总的来说，我想要一个简单的解决这个问题的方法。添加额外的100行代码并不简单。

最初问题中给出的示例与我实际在生产中使用的代码非常接近。相反，我只想对原来的示例查找函数提出一些小的改进:

const std::string& magic(MyClass::MyEnum e)
{
    static const std::string OUT_OF_RANGE = "Out of range";
    #define ENTRY(v) { MyClass::MyEnum::v, "MyClass::MyEnum::" #v }
    static const std::unordered_map<MyClass::MyEnum, std::string> LOOKUP {
        ENTRY(AAA),
        ENTRY(BBB),
        ENTRY(CCC),
    };
    #undef ENTRY
    auto it  = LOOKUP.find(e);
    return ((it != LOOKUP.end()) ? it->second : OUT_OF_RANGE);
}

具体地说:

Internal data structures are now 'static' and 'const'. These are unchanging, so there is no need to construct these on every call to the function, and to do so would be very inefficient. Instead, these are constructed on the first call to the function only. Return value is now 'const std::string&'. This function will only return references to already-allocated std::string objects with 'static' lifetime, so there is no need to copy them when returning. Map type is now 'std::unordered_map' for O(1) access instead of std::map's O(log(N)) access. Use of the ENTRY macro allows somewhat more concise code and also avoids potential problems from typos made while entering names in the string literals. (If the programmer enters an invalid name, a compiler error will result.)

早在2011年，我花了一个周末的时间对一个基于宏的解决方案进行微调，最终从未使用过它。

我目前的程序是启动Vim，在一个空的开关体中复制枚举数，启动一个新的宏，将第一个枚举数转换为case语句，将光标移动到下一行的开头，停止宏，并通过在其他枚举数上运行宏来生成剩余的case语句。

Vim宏比c++宏更有趣。

现实生活中的例子:

enum class EtherType : uint16_t
{
    ARP   = 0x0806,
    IPv4  = 0x0800,
    VLAN  = 0x8100,
    IPv6  = 0x86DD
};

我将创建这个:

std::ostream& operator<< (std::ostream& os, EtherType ethertype)
{
    switch (ethertype)
    {
        case EtherType::ARP : return os << "ARP" ;
        case EtherType::IPv4: return os << "IPv4";
        case EtherType::VLAN: return os << "VLAN";
        case EtherType::IPv6: return os << "IPv6";
        // omit default case to trigger compiler warning for missing cases
    };
    return os << static_cast<std::uint16_t>(ethertype);
}

这就是我的生活方式。

不过，对枚举字符串化的本地支持会更好。我对c++ 17中反射工作组的结果非常感兴趣。

@sehe在评论中发布了另一种方法。

你可以滥用用户定义的文字来达到想要的结果:

enum
{
  AAA = "AAA"_h8,
  BB = "BB"_h8,
};
   
std::cout << h8::to_string(AAA) << std::endl;
std::cout << h8::to_string(BB) << std::endl;

这将一个字符串打包成一个整数，这是可逆的。请看这里的例子。

在类/struct (struct默认为public成员)和重载操作符中使用enum的解决方案:

struct Color
{
    enum Enum { RED, GREEN, BLUE };
    Enum e;

    Color() {}
    Color(Enum e) : e(e) {}

    Color operator=(Enum o) { e = o; return *this; }
    Color operator=(Color o) { e = o.e; return *this; }
    bool operator==(Enum o) { return e == o; }
    bool operator==(Color o) { return e == o.e; }
    operator Enum() const { return e; }

    std::string toString() const
    {
        switch (e)
        {
        case Color::RED:
            return "red";
        case Color::GREEN:
            return "green";
        case Color::BLUE:
            return "blue";
        default:
            return "unknown";
        }
    }
};

从外部看，它几乎完全像一个类枚举:

Color red;
red = Color::RED;
Color blue = Color::BLUE;

cout << red.toString() << " " << Color::GREEN << " " << blue << endl;

这将输出“red 12”。你可以重载<<使蓝色输出成为一个字符串(尽管这可能会导致歧义，所以不可能)，但它不会与Color::GREEN一起工作，因为它不会自动转换为Color。

隐式转换为Enum(隐式转换为int或给定类型)的目的是能够做到:

Color color;
switch (color) ...

这是可行的，但这也意味着这也是可行的:

int i = color;

对于枚举类，它不会编译。 如果重载两个函数，接受枚举和整数，或者删除隐式转换…

另一个解决方案将涉及使用实际的枚举类和静态成员:

struct Color
{
    enum class Enum { RED, GREEN, BLUE };
    static const Enum RED = Enum::RED, GREEN = Enum::GREEN, BLUE = Enum::BLUE;

    //same as previous...
};

它可能会占用更多的空间，并且花费更长的时间，但会导致隐式int转换的编译错误。我就会用这个!

虽然这样做肯定有开销，但我认为它比我见过的其他代码更简单，看起来更好。还可以添加功能，这些功能都可以在类中进行范围限定。

编辑:这是有效的，大多数可以在执行前编译:

class Color
{
public:
    enum class Enum { RED, GREEN, BLUE };
    static const Enum RED = Enum::RED, GREEN = Enum::GREEN, BLUE = Enum::BLUE;

    constexpr Color() : e(Enum::RED) {}
    constexpr Color(Enum e) : e(e) {}

    constexpr bool operator==(Enum o) const { return e == o; }
    constexpr bool operator==(Color o) const { return e == o.e; }
    constexpr operator Enum() const { return e; }

    Color& operator=(Enum o) { const_cast<Enum>(this->e) = o; return *this; }
    Color& operator=(Color o) { const_cast<Enum>(this->e) = o.e; return *this; }

    std::string toString() const
    {
        switch (e)
        {
        case Enum::RED:
            return "red";
        case Enum::GREEN:
            return "green";
        case Enum::BLUE:
            return "blue";
        default:
            return "unknown";
        }
    }
private:
    const Enum e;
};

非常简单的解决方案，但有一个很大的限制:你不能将自定义值分配给枚举值，但通过正确的正则表达式，你可以这样做。你也可以添加一个映射，将它们转换回枚举值，而不需要更多的努力:

#include <vector>
#include <string>
#include <regex>
#include <iterator>

std::vector<std::string> split(const std::string& s, 
                               const std::regex& delim = std::regex(",\\s*"))
{
    using namespace std;
    vector<string> cont;
    copy(regex_token_iterator<string::const_iterator>(s.begin(), s.end(), delim, -1), 
         regex_token_iterator<string::const_iterator>(),
         back_inserter(cont));
    return cont;
}

#define EnumType(Type, ...)     enum class Type { __VA_ARGS__ }

#define EnumStrings(Type, ...)  static const std::vector<std::string> \
                                Type##Strings = split(#__VA_ARGS__);

#define EnumToString(Type, ...) EnumType(Type, __VA_ARGS__); \
                                EnumStrings(Type, __VA_ARGS__)

使用的例子:

EnumToString(MyEnum, Red, Green, Blue);

我不知道你是否会喜欢这个，我对这个解决方案不太满意，但它是一个c++ 14友好的方法，因为它使用模板变量和滥用模板专门化:

enum class MyEnum : std::uint_fast8_t {
   AAA,
   BBB,
   CCC,
};

template<MyEnum> const char MyEnumName[] = "Invalid MyEnum value";
template<> const char MyEnumName<MyEnum::AAA>[] = "AAA";
template<> const char MyEnumName<MyEnum::BBB>[] = "BBB";
template<> const char MyEnumName<MyEnum::CCC>[] = "CCC";

int main()
{
    // Prints "AAA"
    std::cout << MyEnumName<MyEnum::AAA> << '\n';
    // Prints "Invalid MyEnum value"
    std::cout << MyEnumName<static_cast<MyEnum>(0x12345678)> << '\n';
    // Well... in fact it prints "Invalid MyEnum value" for any value
    // different of MyEnum::AAA, MyEnum::BBB or MyEnum::CCC.

    return 0;
}

这种方法最糟糕的地方是维护起来很痛苦，但维护其他一些类似的方法也很痛苦，不是吗?

这种方法的优点:

使用可变温度(c++ 14特性) 使用模板专门化，我们可以在使用无效值时“检测”(但我不确定这是否有用)。 看起来很整洁。 名称查找在编译时完成。

生活的例子

Edit

你是对的;c++ 14变量模板方法不处理运行时情况，这是我的错，忘记了它:(

但是我们仍然可以使用一些现代c++特性和变量模板加上变进模板技巧来实现从枚举值到字符串的运行时转换…它和其他一样麻烦，但仍然值得一提。

让我们开始使用模板别名来缩短对枚举到字符串映射的访问:

// enum_map contains pairs of enum value and value string for each enum
// this shortcut allows us to use enum_map<whatever>.
template <typename ENUM>
using enum_map = std::map<ENUM, const std::string>;

// This variable template will create a map for each enum type which is
// instantiated with.
template <typename ENUM>
enum_map<ENUM> enum_values{};

然后，变值模板诡计:

template <typename ENUM>
void initialize() {}

template <typename ENUM, typename ... args>
void initialize(const ENUM value, const char *name, args ... tail)
{
    enum_values<ENUM>.emplace(value, name);
    initialize<ENUM>(tail ...);
}

这里的“最佳技巧”是为map使用变量template，其中包含每个枚举条目的值和名称;这个映射在每个翻译单元中都是相同的，并且到处都有相同的名称，所以非常简单明了，如果我们像这样调用initialize函数:

initialize
(
    MyEnum::AAA, "AAA",
    MyEnum::BBB, "BBB",
    MyEnum::CCC, "CCC"
);

我们正在为每个MyEnum条目签名，并且可以在运行时使用:

std::cout << enum_values<MyEnum>[MyEnum::AAA] << '\n';

但是可以通过SFINAE和重载<<运算符进行改进:

template<typename ENUM, class = typename std::enable_if<std::is_enum<ENUM>::value>::type>
std::ostream &operator <<(std::ostream &o, const ENUM value)
{
    static const std::string Unknown{std::string{typeid(ENUM).name()} + " unknown value"};
    auto found = enum_values<ENUM>.find(value);

    return o << (found == enum_values<ENUM>.end() ? Unknown : found->second);
}

使用正确的操作符<<，现在我们可以这样使用枚举:

std::cout << MyEnum::AAA << '\n';

维护这一点也很麻烦，可以改进，但希望您能理解。

生活的例子