如何使用 cout 输出枚举元素？

Question

我正在尝试输出我声明的枚举元素，但例如，当我输入 push_ups 时，它会输出一个类似 8621623 的数字，而不是显示 push_ups。我不知道为什么。我是日本人，所以如果我的英语不好，我很抱歉。非常感谢。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

enum exercise { push_ups, sit_ups, squats, walking, radio_calisthenics };

istream& operator>>(istream& is, exercise& i)
{
    int tmp;
    if (is >> tmp)
        i = static_cast<exercise>(tmp);
    return is;
}

int main()
{
    exercise a;
    cin >> a;
    cout << a << endl;
}

Answer 1

我正在尝试输出我声明的枚举元素，但例如，当我输入push_ups 时，它会输出一个类似8621623 的数字，而不是显示push_ups。

在operator>> 重载中，std::cin 接受整数，所以push_ups 不是整数，所以std::cin 将失败，并且i = static_cast<exercise>(tmp); 行将被跳过以生成@ 987654330@ uninitialized 打印时会导致 Undefined Behavior 发生。

如果您想将 strings 映射到相应的枚举值，您可以使用哈希映射手动将每个字符串映射到相应的枚举值（在 C++ 中，该容器称为 std::unordered_map） ：

#include <unordered_map>

// ...

const unordered_map<string, exercise> exercise_map {
    { "push_ups", push_ups },
    { "sit_ups", sit_ups },
    { "squats", squats },
    { "walking", walking },
    { "radio_calisthenics", radio_calisthenics }
};

istream& operator>>(istream& is, exercise& i) {
    std::string tmp;
    if (is >> tmp) {
        auto const it = exercise_map.find(tmp);
        if (it != exercise_map.end())
            i = it->second;
    }
    return is;
}

现在，要从枚举中打印出相应的 string 值，我们必须做相反的事情，即使用该值在 hashmap 中找到键：

ostream& operator<<(ostream& os, exercise& i) {
    auto const it = std::find_if(exercise_map.begin(), exercise_map.end(),
        [i](std::pair<std::string, exercise> const& e) {
            return e.second == i;
        }
    );
    if (it != exercise_map.end())
        os << it->first;
    return os;
}

完整的代码应该是这样的：

#include <unordered_map>
#include <algorithm>
#include <utility>
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

enum exercise { push_ups, sit_ups, squats, walking, radio_calisthenics };

const std::unordered_map<std::string, exercise> exercise_map {
    { "push_ups", push_ups },
    { "sit_ups", sit_ups },
    { "squats", squats },
    { "walking", walking },
    { "radio_calisthenics", radio_calisthenics }
};

istream& operator>>(istream& is, exercise& i) {
    std::string tmp;
    if (is >> tmp) {
        auto const it = exercise_map.find(tmp);
        if (it != exercise_map.end())
            i = it->second;
    }
    return is;
}

ostream& operator<<(ostream& os, exercise& i) {
    auto const it = std::find_if(exercise_map.begin(), exercise_map.end(),
        [i](std::pair<std::string, exercise> const& e) {
            return e.second == i;
        }
    );
    if (it != exercise_map.end())
        os << it->first;
    return os;
}

int main() {
    exercise a;
    cin >> a;
    cout << a << endl;
}

Answer 2

push_ups 不是您尝试在is >> tmp 读取的有效整数值，因此a 保持未初始化状态。如果要输入名称，则需要读取字符串，然后手动将其转换为相应的枚举值。输出也一样。如果没有正确重载的运算符 a 将被视为整数。

Answer 3

这里的这一行：

i = static_cast<exercise>(tmp);

当 tmp 保持 0 到 4 之间的 int 值时，将完美运行，

但在您的情况下 tmp = push_ups 正在破坏强制转换操作，并且您的 ref i 被错误地初始化

Answer 4

您似乎对enums 的理解有问题。
我认为您输入了字符串值“push_ups”并假设程序会理解它以引用您的 enum 的值。
enum 只是整数类型的占位符，主要用于增加程序的可读性。

查看枚举是一种更好的表达方式

// chess_piece = 1 : pawn
// chess_piece = 2 : rook
// chess_piece = 3 : bishop
...
int chess_piece;

作为

enum ChessPiece { Pawn, Rook, Bishop, ...};
ChessPiece chess_piece;

在上面的变体中，很明显 pawn、rook 等名称仅注释。 enum 在这方面没有什么不同。显然写成if(chess_piece == Pawn) 更易读，但是“Pawn”这个词只是编程语言中代码的一部分，编译后的程序中没有。它不作为字符串值存在。

你可以做的是添加类似的东西

exercise exercise_from_string(const std::string& input)
{
     if(input == "push_ups") return push_ups;
     ...

或与开关相同。我还建议您使用“未知”值，以防这样的函数找不到已知术语。

编辑：当我写这篇文章时，其他一个人更新了他的答案，他使用 std::map 的代码比我的要好。
不过，希望我的回答能帮助您理解核心问题。