使作用域枚举与基础类型具有可比性答案

【问题标题】：Making scoped enumerations comparable to underlying type使作用域枚举与基础类型具有可比性
【发布时间】：2013-03-17 11:37:55
【问题描述】：

我正在尝试使我的程序中的范围枚举与基础类型相当，但以下代码不起作用。是因为我正在使用的编译器（VC11）对 C++11 标准的支持很差，还是因为代码违反了 C++11 标准的一些规则？在后一种情况下，究竟违反了哪些规则（欢迎引用特定的标准条款）？

#include <type_traits>
enum class Test: short int { A,B,C };
template<typename E> bool operator != (E e, typename std::underlying_type<E>::type n)
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e) != n;
}
template<typename E> bool operator != (typename std::underlying_type<E>::type n, E e)
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e) != n;
}
int main()
{
    short int x = 123;
    x != Test::B; // compilation error
}

这就是我认为我的代码应该符合 C++11 的原因。引用 C++11 标准 (14.8.3.1)：

对于每个函数模板，如果参数推导和检查成功，则模板参数（推导和/或显式）用于合成单个函数模板的声明添加到要在重载决议中使用的候选函数集的特化。如果，>对于给定的函数模板，参数推导失败，则不会将此类函数添加到>该模板的候选函数集合中。

编辑。我的代码不符合 C++11（感谢 Vaughn Cato 和 Andy Prowl 的解释）。 Andy Prowl 的回答中提供了替代工作代码。

附：毕竟我最终使用命名空间制作了无范围的枚举：

namespace Test_ {
    enum Test { A,B,C };
};
using Test_::Test;

namespace Test2_ {
    enum Test2 { Z,Y,B };
};
using Test2_::Test2;

【问题讨论】：

标签： c++ templates c++11 enums sfinae

【解决方案1】：

当相应的参数不是枚举时，您可以使用 SFINAE 来排除比较运算符签名的实例化（以及 std::underlying_type<T> 的实例化）：

#include <type_traits>

template<typename E, 
    typename std::enable_if<std::is_enum<E>::value>::type* = nullptr>
bool operator != (E e, typename std::underlying_type<E>::type n)
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e) != n;
}

template<typename E, 
    typename std::enable_if<std::is_enum<E>::value>::type* = nullptr>
bool operator != (typename std::underlying_type<E>::type n, E e)
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e) != n;
}

这是live example。

编辑：

由于 VC11 似乎不支持函数模板的模板参数的默认参数，这里有一个替代解决方案：

template<typename E>
typename std::enable_if<std::is_enum<E>::value, bool>::type
operator != (E e, typename std::underlying_type<E>::type n)
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e) != n;
}

template<typename E>
typename std::enable_if<std::is_enum<E>::value, bool>::type
operator != (typename std::underlying_type<E>::type n, E e)
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e) != n;
}

当然还有live example。

【讨论】：

完全没有，因为我并没有要求针对特定编译器中缺乏 C++11 支持的可能解决方法，而是要求确认我的代码是否符合 C++11 或不是（你的代码无论如何都不能在 VC11 中工作，因为 VC11 不支持函数模板的默认模板参数）。但是您对 SFINAE 的提及确实帮助我更好地理解了我自己编写的代码 :) 现在我认为它应该符合 C++11 标准（尽管仍然需要有知识的人确认），以及它不起作用的原因VC11 是因为它缺乏对表达式 SFINAE 的支持。
@PowerGamer：您的代码无法在任何编译器上运行（see here 说服），这正是我在之前的 cmets 中解释的原因（我删除了，因为您删除了对澄清）。这与缺乏支持无关，您的代码根本无法工作。可能 VC11 不支持模板参数的默认参数，这就是为什么 my 解决方案在 VC11 上不起作用的原因。我不知道。但它可以解决。让我编辑。
我仍然不明白为什么我的代码不符合 C++11。编译器不应该简单地丢弃产生错误的重载模板专业化（参见我帖子中标准的引用）。另外，liveworkspace.org 在我使用的 IE10 中也不起作用。你编辑的代码在 VC11 中工作。我删除 cmets 是因为它们没有完全完成，因为我没有预期 Enter 键来提交它们。
@PowerGamer：如果错误是在非即时上下文中产生的，则不会，您的std::underlying_type<E>::type就是这种情况。这在评论中解释起来并不那么简单，但您可以阅读this Q&A 来弄清楚。

【解决方案2】：

C++11 标准第 14.8.2 节第 8 段规定：

如果替换导致无效的类型或表达式，则类型推导失败。无效的类型或表达式如果使用替换的参数编写，则格式错误。 [注意：访问检查完成为替代过程的一部分。 — end note ] 只有在直接上下文中的无效类型和表达式函数类型及其模板参数类型可能导致推演失败。 [注：求值替换的类型和表达式可能会导致副作用，例如类模板的实例化特化和/或函数模板特化，隐式定义函数的生成等。这种副作用不在“直接上下文”中，并且可能导致程序格式错误。 - 结尾注意]

在您的情况下，实例化 underlying_type 会导致失败，但不会在直接上下文中，因此它不是类型推导失败，因此 SFINAE 不适用。

【讨论】：