如何自动定义递增/递减/等运算符？答案

【问题标题】：How to define increment/decrement/etc operator automatically?如何自动定义递增/递减/等运算符？
【发布时间】：2013-02-24 11:30:30
【问题描述】：

我有一堆enum 类型，像这样：

enum Color {COLOR_RED = 0, COLOR_GREEN = 1, COLOR_BLUE = 2, COLOR_NUM};
enum Direction {DIRECTION_FORWARD, DIRECTION_BACKWARD, DIRECTION_NUM};
enum Choice {CHOICE_THIS, CHOICE_THAT, CHOICE_NUM}; // i've just made it up

在我的代码中的许多地方，我想对所有可能的值进行循环；我希望它看起来像这样：

for (Color c = COLOR_RED; c != COLOR_NUM; ++c)
{
    ...
}

为此，我将operator++ 与Color 一起定义：

enum Color {COLOR_RED = 0, COLOR_GREEN = 1, COLOR_BLUE = 2, COLOR_NUM};

inline Color& operator++(Color& c)
{
    c = static_cast<Color>(c + 1);
    return c;
}

我还为习惯用i++而不是++i编码循环的人定义了后缀operator++：

inline Color operator++(Color& c, int)
{
    Color r = c;
    c = static_cast<Color>(c + 1);
    return r;
}

我想知道如何使用模板让编译器生成这些运算符，而不必编写太多无聊的代码。我刚刚发现boost::unit_steppable 应该从前缀一生成后缀operator++，但它只完成了一半的工作：我仍然需要自己提供前缀operator++。

以下工作，但在我看来太“强大”：

template <class T> T operator++(T x)
{
    return static_cast<T>(x + 1);
}

我希望仅为选定的enums 定义运算符。

【问题讨论】：

我认为这不是一个好主意。
你绝对绑定到 C++03 吗？
@Xeo 是的（必须用 MS Visual Studio 2005 编译）。
这样的模板会给你带来很多麻烦，不仅仅是enum Color {red = 1, blue = 42};。
@Cicada 你认为什么是坏主意：使用模板生成这样的代码，或者重载任何运算符？（如果您解释原因，您也可以将其格式化为答案）

标签： c++ templates enums operator-overloading c++03

【解决方案1】：

以下内容应该可以帮助您入门，并根据需要进行扩展：

#include <type_traits>

enum Foo { RED, GREEN, BLUE, SIZE };

template< typename T > struct my_enum_is_unit_steppable { enum { value = false }; };

// for each type you want the operator(s) to be enabled, do this:
template<> struct my_enum_is_unit_steppable< Foo > { enum { value = true }; };

// protect the operators with enable_if
template< typename T >
typename std::enable_if< my_enum_is_unit_steppable< T >::value, T >::type
operator++( T value )
{
    return T( value + 1 );
}

int main()
{
    for( Foo foo = RED; foo != SIZE; ++foo ) {}
}

当然，这里使用的是 C++11 的 std::enable_if，但 Boost 有可用的 C++03 版本。

【讨论】：

请注意，等效的 Boost 版本是 boost::enable_if<trait<T>, T> 或 boost::enable_if_c<trait<T>::value, T>。