在现代c++ 11 / c++ 14 / c++ 17和未来的c++ 20中，enum为字符串

与其他类似的问题不同，这个问题是关于如何使用c++的新特性。

2008 c Is there a simple way to convert C++ enum to string? 2008 c Easy way to use variables of enum types as string in C? 2008 c++ How to easily map c++ enums to strings 2008 c++ Making something both a C identifier and a string? 2008 c++ Is there a simple script to convert C++ enum to string? 2009 c++ How to use enums as flags in C++? 2011 c++ How to convert an enum type variable to a string? 2011 c++ Enum to String C++ 2011 c++ How to convert an enum type variable to a string? 2012 c How to convert enum names to string in c 2013 c Stringifying an conditionally compiled enum in C

看了很多答案后，我还没有找到:

优雅的方式使用c++ 11、c++ 14或c++ 17的新特性或者在Boost中使用一些现成的东西还有一些东西计划在c++ 20中实现

例子

举例往往比冗长的解释更好。您可以在Coliru上编译和运行这个代码片段。 (另一个前面的例子也可用)

#include <map>
#include <iostream>

struct MyClass
{
    enum class MyEnum : char {
        AAA = -8,
        BBB = '8',
        CCC = AAA + BBB
    };
};

// Replace magic() by some faster compile-time generated code
// (you're allowed to replace the return type with std::string
// if that's easier for you)
const char* magic (MyClass::MyEnum e)
{
    const std::map<MyClass::MyEnum,const char*> MyEnumStrings {
        { MyClass::MyEnum::AAA, "MyClass::MyEnum::AAA" },
        { MyClass::MyEnum::BBB, "MyClass::MyEnum::BBB" },
        { MyClass::MyEnum::CCC, "MyClass::MyEnum::CCC" }
    };
    auto   it  = MyEnumStrings.find(e);
    return it == MyEnumStrings.end() ? "Out of range" : it->second;
}

int main()
{
   std::cout << magic(MyClass::MyEnum::AAA) <<'\n';
   std::cout << magic(MyClass::MyEnum::BBB) <<'\n';
   std::cout << magic(MyClass::MyEnum::CCC) <<'\n';
}

约束

请不要无价值的重复其他答案或基本链接。请避免基于宏的臃肿答案，或尽量减少#define开销。请不要手动enum ->字符串映射。

很高兴有

支持从不同于零的数字开始的enum值支持负enum值支持碎片enum值支持类枚举(c++ 11) 支持类枚举:<类型>有任何允许的<类型> (c++ 11) 编译时(不是运行时)到字符串的转换，或者至少在运行时快速执行(例如std::map不是一个好主意…) constexpr (c++ 11，然后在c++ 14/17/20中放松) noexcept (C + + 11) c++ 17/ c++ 20友好的代码片段

一个可能的想法是使用c++编译器功能，在编译时使用基于可变参数模板类和constexpr函数的元编程技巧来生成c++代码……

当前回答

只要你愿意为每个可查询枚举编写单独的.h/.cpp对，这个解决方案的语法和功能与常规的c++枚举几乎相同:

// MyEnum.h
#include <EnumTraits.h>
#ifndef ENUM_INCLUDE_MULTI
#pragma once
#end if

enum MyEnum : int ETRAITS
{
    EDECL(AAA) = -8,
    EDECL(BBB) = '8',
    EDECL(CCC) = AAA + BBB
};

.cpp文件是3行样板文件:

// MyEnum.cpp
#define ENUM_DEFINE MyEnum
#define ENUM_INCLUDE <MyEnum.h>
#include <EnumTraits.inl>

使用示例:

for (MyEnum value : EnumTraits<MyEnum>::GetValues())
    std::cout << EnumTraits<MyEnum>::GetName(value) << std::endl;

Code

该解决方案需要2个源文件:

// EnumTraits.h
#pragma once
#include <string>
#include <unordered_map>
#include <vector>

#define ETRAITS
#define EDECL(x) x

template <class ENUM>
class EnumTraits
{
public:
    static const std::vector<ENUM>& GetValues()
    {
        return values;
    }

    static ENUM GetValue(const char* name)
    {
        auto match = valueMap.find(name);
        return (match == valueMap.end() ? ENUM() : match->second);
    }

    static const char* GetName(ENUM value)
    {
        auto match = nameMap.find(value);
        return (match == nameMap.end() ? nullptr : match->second);
    }

public:
    EnumTraits() = delete;

    using vector_type = std::vector<ENUM>;
    using name_map_type = std::unordered_map<ENUM, const char*>;
    using value_map_type = std::unordered_map<std::string, ENUM>;

private:
    static const vector_type values;
    static const name_map_type nameMap;
    static const value_map_type valueMap;
};

struct EnumInitGuard{ constexpr const EnumInitGuard& operator=(int) const { return *this; } };
template <class T> constexpr T& operator<<=(T&& x, const EnumInitGuard&) { return x; }

…

// EnumTraits.inl
#define ENUM_INCLUDE_MULTI

#include ENUM_INCLUDE
#undef ETRAITS
#undef EDECL

using EnumType = ENUM_DEFINE;
using TraitsType = EnumTraits<EnumType>;
using VectorType = typename TraitsType::vector_type;
using NameMapType = typename TraitsType::name_map_type;
using ValueMapType = typename TraitsType::value_map_type;
using NamePairType = typename NameMapType::value_type;
using ValuePairType = typename ValueMapType::value_type;

#define ETRAITS ; const VectorType TraitsType::values
#define EDECL(x) EnumType::x <<= EnumInitGuard()
#include ENUM_INCLUDE
#undef ETRAITS
#undef EDECL

#define ETRAITS ; const NameMapType TraitsType::nameMap
#define EDECL(x) NamePairType(EnumType::x, #x) <<= EnumInitGuard()
#include ENUM_INCLUDE
#undef ETRAITS
#undef EDECL

#define ETRAITS ; const ValueMapType TraitsType::valueMap
#define EDECL(x) ValuePairType(#x, EnumType::x) <<= EnumInitGuard()
#include ENUM_INCLUDE
#undef ETRAITS
#undef EDECL

解释

此实现利用了这样一个事实，即枚举定义的带括号元素列表也可以用作类成员初始化的带括号初始化列表。

当ETRAITS在enumtrait .inl的上下文中计算时，它展开为EnumTraits<>类的静态成员定义。

EDECL宏将每个枚举成员转换为初始化列表值，这些值随后被传递到成员构造函数中，以填充枚举信息。

EnumInitGuard类被设计为使用枚举初始化式值，然后折叠——留下一个纯枚举数据列表。

好处

c++式的语法对枚举和枚举类的工作相同(*几乎) 适用于具有任何数字基础类型的enum类型适用于具有自动、显式和分段初始化值的enum类型大规模重命名工作(智能感知链接保留) 只有5个预处理器符号(3个全局的)

*与枚举相反，枚举类类型中引用同一枚举中的其他值的初始化式必须完全限定这些值

不利

每个可查询enum需要一个单独的.h/.cpp对取决于错综复杂的宏和包括魔术小的语法错误会演变成大得多的错误定义类或命名空间作用域的枚举不是简单的没有编译时初始化

当打开EnumTraits时，智能感知会抱怨一些私有成员访问。Inl，但由于扩展的宏实际上是定义类成员，这实际上不是一个问题。

头文件顶部的#ifndef ENUM_INCLUDE_MULTI块是一个小麻烦，可能会缩小到宏或其他内容中，但它足够小，可以接受当前的大小。

声明命名空间作用域的枚举要求首先在其命名空间作用域内向前声明枚举，然后在全局命名空间中定义枚举。此外，任何使用相同枚举值的枚举初始化器必须完全限定这些值。

namespace ns { enum MyEnum : int; }
enum ns::MyEnum : int ETRAITS
{
    EDECL(AAA) = -8,
    EDECL(BBB) = '8',
    EDECL(CCC) = ns::MyEnum::AAA + ns::MyEnum::BBB
}

2018-05-24 10:34:13

其他回答

#define ENUM_MAKE(TYPE, ...) \
        enum class TYPE {__VA_ARGS__};\
        struct Helper_ ## TYPE { \
            static const String& toName(TYPE type) {\
                int index = static_cast<int>(type);\
                return splitStringVec()[index];}\
            static const TYPE toType(const String& name){\
                static std::unordered_map<String,TYPE> typeNameMap;\
                if( typeNameMap.empty() )\
                {\
                    const StringVector& ssVec = splitStringVec();\
                    for (size_t i = 0; i < ssVec.size(); ++i)\
                        typeNameMap.insert(std::make_pair(ssVec[i], static_cast<TYPE>(i)));\
                }\
                return typeNameMap[name];}\
            static const StringVector& splitStringVec() {\
                static StringVector typeNameVector;\
                if(typeNameVector.empty()) \
                {\
                    typeNameVector = StringUtil::split(#__VA_ARGS__, ",");\
                    for (auto& name : typeNameVector)\
                    {\
                        name.erase(std::remove(name.begin(), name.end(), ' '),name.end()); \
                        name = String(#TYPE) + "::" + name;\
                    }\
                }\
                return typeNameVector;\
            }\
        };


using String = std::string;
using StringVector = std::vector<String>;

   StringVector StringUtil::split( const String& str, const String& delims, unsigned int maxSplits, bool preserveDelims)
    {
        StringVector ret;
        // Pre-allocate some space for performance
        ret.reserve(maxSplits ? maxSplits+1 : 10);    // 10 is guessed capacity for most case

        unsigned int numSplits = 0;

        // Use STL methods 
        size_t start, pos;
        start = 0;
        do 
        {
            pos = str.find_first_of(delims, start);
            if (pos == start)
            {
                // Do nothing
                start = pos + 1;
            }
            else if (pos == String::npos || (maxSplits && numSplits == maxSplits))
            {
                // Copy the rest of the string
                ret.push_back( str.substr(start) );
                break;
            }
            else
            {
                // Copy up to delimiter
                ret.push_back( str.substr(start, pos - start) );

                if(preserveDelims)
                {
                    // Sometimes there could be more than one delimiter in a row.
                    // Loop until we don't find any more delims
                    size_t delimStart = pos, delimPos;
                    delimPos = str.find_first_not_of(delims, delimStart);
                    if (delimPos == String::npos)
                    {
                        // Copy the rest of the string
                        ret.push_back( str.substr(delimStart) );
                    }
                    else
                    {
                        ret.push_back( str.substr(delimStart, delimPos - delimStart) );
                    }
                }

                start = pos + 1;
            }
            // parse up to next real data
            start = str.find_first_not_of(delims, start);
            ++numSplits;

        } while (pos != String::npos);



        return ret;
    }

例子

ENUM_MAKE(MY_TEST, MY_1, MY_2, MY_3)


    MY_TEST s1 = MY_TEST::MY_1;
    MY_TEST s2 = MY_TEST::MY_2;
    MY_TEST s3 = MY_TEST::MY_3;

    String z1 = Helper_MY_TEST::toName(s1);
    String z2 = Helper_MY_TEST::toName(s2);
    String z3 = Helper_MY_TEST::toName(s3);

    MY_TEST q1 = Helper_MY_TEST::toType(z1);
    MY_TEST q2 = Helper_MY_TEST::toType(z2);
    MY_TEST q3 = Helper_MY_TEST::toType(z3);

自动ENUM_MAKE宏生成“枚举类”和“枚举反射函数”辅助类。

为了减少错误，Everything只定义一个ENUM_MAKE。

这种代码的优点是自动创建用于反射和查看宏代码，易于理解的代码。'enum to string'， 'string to enum'性能都是算法O(1)。

缺点是第一次使用时，枚举relection的string vector和map的helper类被初始化。但是如果你想，你也会被预初始化。- - - - - -

2015-11-19 00:33:06

很长一段时间以来，我也一直为这个问题感到沮丧，还有以适当的方式将类型转换为字符串的问题。然而，对于最后一个问题，我对在标准c++中打印变量类型是否可能解释的解决方案感到惊讶?，使用的思想从Can I obtain c++ type name in a constexpr way?使用这种技术，可以构造一个类似的函数来获取枚举值为string:

#include <iostream>
using namespace std;

class static_string
{
    const char* const p_;
    const std::size_t sz_;

public:
    typedef const char* const_iterator;

    template <std::size_t N>
    constexpr static_string(const char(&a)[N]) noexcept
        : p_(a)
        , sz_(N - 1)
    {}

    constexpr static_string(const char* p, std::size_t N) noexcept
        : p_(p)
        , sz_(N)
    {}

    constexpr const char* data() const noexcept { return p_; }
    constexpr std::size_t size() const noexcept { return sz_; }

    constexpr const_iterator begin() const noexcept { return p_; }
    constexpr const_iterator end()   const noexcept { return p_ + sz_; }

    constexpr char operator[](std::size_t n) const
    {
        return n < sz_ ? p_[n] : throw std::out_of_range("static_string");
    }
};

inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, static_string const& s)
{
    return os.write(s.data(), s.size());
}

/// \brief Get the name of a type
template <class T>
static_string typeName()
{
#ifdef __clang__
    static_string p = __PRETTY_FUNCTION__;
    return static_string(p.data() + 30, p.size() - 30 - 1);
#elif defined(_MSC_VER)
    static_string p = __FUNCSIG__;
    return static_string(p.data() + 37, p.size() - 37 - 7);
#endif

}

namespace details
{
    template <class Enum>
    struct EnumWrapper
    {
        template < Enum enu >
        static static_string name()
        {
#ifdef __clang__
            static_string p = __PRETTY_FUNCTION__;
            static_string enumType = typeName<Enum>();
            return static_string(p.data() + 73 + enumType.size(), p.size() - 73 - enumType.size() - 1);
#elif defined(_MSC_VER)
            static_string p = __FUNCSIG__;
            static_string enumType = typeName<Enum>();
            return static_string(p.data() + 57 + enumType.size(), p.size() - 57 - enumType.size() - 7);
#endif
        }
    };
}

/// \brief Get the name of an enum value
template <typename Enum, Enum enu>
static_string enumName()
{
    return details::EnumWrapper<Enum>::template name<enu>();
}

enum class Color
{
    Blue = 0,
    Yellow = 1
};


int main() 
{
    std::cout << "_" << typeName<Color>() << "_"  << std::endl;
    std::cout << "_" << enumName<Color, Color::Blue>() << "_"  << std::endl;
    return 0;
}

上面的代码只在Clang(参见https://ideone.com/je5Quv)和VS2015上进行了测试，但是应该可以通过对整数常量进行一些调整来适应其他编译器。当然，它仍然在底层使用宏，但至少有一个宏不需要访问枚举实现。

2017-10-19 15:54:58

我采用了@antron的想法，并以不同的方式实现:生成一个真正的枚举类。

这个实现满足了最初问题中列出的所有要求，但目前只有一个真正的限制:它假设枚举值要么没有提供，要么如果提供了，必须从0开始，并且无间隙地按顺序递增。

这并不是一个内在的限制——只是我不使用特别的enum值。如果需要，可以用传统的开关/案例实现替换向量查找。

解决方案使用一些c++17作为内联变量，但如果需要，这可以很容易地避免。因为简单，它还使用boost:trim。

最重要的是，它只需要30行代码，而且没有黑魔法宏。代码如下。它的意思是放在头和包括在多个编译模块。

它可以使用与本文前面建议的相同的方式:

ENUM(Channel, int, Red, Green = 1, Blue)
std::out << "My name is " << Channel::Green;
//prints My name is Green

请让我知道这是有用的，以及如何进一步改进。

#include <boost/algorithm/string.hpp>   
struct EnumSupportBase {
  static std::vector<std::string> split(const std::string s, char delim) {
    std::stringstream ss(s);
    std::string item;
    std::vector<std::string> tokens;
    while (std::getline(ss, item, delim)) {
        auto pos = item.find_first_of ('=');
        if (pos != std::string::npos)
            item.erase (pos);
        boost::trim (item);
        tokens.push_back(item);
    }
    return tokens;
  }
};
#define ENUM(EnumName, Underlying, ...) \
    enum class EnumName : Underlying { __VA_ARGS__, _count }; \
    struct EnumName ## Support : EnumSupportBase { \
        static inline std::vector<std::string> _token_names = split(#__VA_ARGS__, ','); \
        static constexpr const char* get_name(EnumName enum_value) { \
            int index = (int)enum_value; \
            if (index >= (int)EnumName::_count || index < 0) \
               return "???"; \
            else \
               return _token_names[index].c_str(); \
        } \
    }; \
    inline std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const EnumName & es) { \
        return os << EnumName##Support::get_name(es); \
    }

2018-01-18 22:30:32

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。