在编译时将强类型枚举器转换为其基础类型？答案

【问题标题】：convert strongly typed enumerator to its underlying type in compilation time?在编译时将强类型枚举器转换为其基础类型？
【发布时间】：2018-08-08 01:38:33
【问题描述】：

我了解强类型枚举器可以转换为其基础类型：

template<typename E> constexpr 
auto to_integral(E e) -> typename std::underlying_type<E>::type
{
    return static_cast<typename std::underlying_type<E>::type>(e);
}

但是，这是在运行时工作的。

既然枚举器在编译时已经存在，有没有办法在编译时进行这种转换？

【问题讨论】：

“但是，这是在运行时工作的。”你为什么这么认为？
@cpplearner 这是一个函数调用，函数调用在运行时工作，对吧？
该标准根本没有“编译时间”的概念，因此它不能保证任何事情。它有一个“常量表达式”的概念。
IMO 如果编译器不优化该调用完全它不会优化任何东西。
我在 Godbolt 上玩过你的样本。为此，我添加了第二个to_integral_rt() 没有constexpr（以查看差异）。 gcc 8.1 --std=c++17 为const int i = to_integral(E::E123); 编译一个mov，为非constexpr 风格编译一个mov call to_integral_rt() mov。但是，添加-O2 两个调用都被优化掉了——两个常量都直接设置到输出命令中。（我希望像过去那样摆弄类似的事情。）Live Demo on godbolt

标签： c++ c++11 strongly-typed-enum

【解决方案1】：

正如下面链接中提到的草药萨特，

When does a constexpr function get evaluated at compile time?

constexpr 函数将在编译时计算，当它的所有参数都是常量表达式并且结果也用于常量表达式时。常量表达式可以是文字（如 42）、非类型模板参数（如模板类数组中的 N；）、enum 元素声明（如枚举 Color { Red, Blue, Green }; 中的 Blue），另一个变量声明为 constexpr，等等。

当所有参数都是常量表达式并且结果未在常量表达式中使用时，它们可能会被计算，但这取决于实现。

【讨论】：

【解决方案2】：

你写的函数可以在编译时使用。

template<typename E> constexpr 
auto to_integral(E e) -> typename std::underlying_type<E>::type
{
    return static_cast<typename> std::underlying_type<E>::type>(e);
}

enum class A : int { a };
static_assert(to_integral(A::a) == 0);

这应该可以编译，表明该函数可以在编译时运行。但是，constexpr 函数仅表明该函数符合编译时要执行的所有要求。要强制执行此计算（即使在 -O0 时），您需要使变量也为 constexpr。

 constexpr auto i = to_integral(A::a);
 i = 42;

对于一个变量，constexpr 简单的意思是：在编译时初始化。之后，您可以像运行时一样使用它。

在上面的示例中，我确信大多数编译器都会优化代码，而不管 constexpr 关键字如何。（给定 -O2 或 -O3）但是，如果代码变得更复杂，则需要 constexpr 来强制它们对其进行优化，而不考虑成本。

【讨论】：