Item 10: Prefer scoped enums to unscoped enums.

减少名称污染有强类型前向声明unscoped enums 的优势

Effective Modern C++ Item 10 的学习和解读。

一般来说，定义在花括号中的对象，其作用域也在花括号内，但是 C++98 风格的枚举（enums）类型却不遵从这一规则：

enum Color { black, white, red }; // black, white, red are in same scope as Color
auto white = false;               // error! white already declared in this scope

上面这种将枚举成员暴露在其花括号作用域外面的方式，官方称为无作用域限制的枚举（unscoped enums）。C++11 提供不暴露枚举成员的枚举类型：有作用域限制的枚举（scoped enums）。

enum class Color { black, white, red }; // black, white, red are scoped to Color
auto white = false;                     // fine, no other

从上面的两个例子，可以看到 scoped enums 可以减少因作用域限制导致的名称污染，这是 scoped enums 的第一个优点。

scoped enums 的第二个优点是其成员有强类型，不会发生隐式类型转换。看个例子：

enum Color { black, white, red }; // unscoped enum
std::vector  primeFactors(std::size_t x); 
Color c = red;
…
if (c < 14.5) {       // compare Color to double (!)
  auto factors = primeFactors(c); // compute prime factors of a Color (!) 
  …
}

scoped enums 则不会发生隐式类型转换，上面的例子的 Color 修改成 scoped enums 方式，则会产生编译报错：

enum class Color { black, white, red }; // enum is now scoped
Color c = Color::red;
…
if (c < 14.5) {  // error! can't compare Color and double
auto factors = primeFactors(c);  // error! can't pass Color to function expecting std::size_t
…
}

如果你一定要将 Color 转换为其他类型，可以使用显示类型转换：

if (static_cast(c) < 14.5) { // odd code, but it's valid
auto factors = primeFactors(static_cast(c)); // suspect, but it compiles
…
}

scoped enums 的第三个优点是其可以前向申明，也即枚举名可以在没有指定其成员前进行申明。

enum Color; // error!
enum class Color; // fine

其实，说 unscoped enums 不支持前向申明是不严谨的，其实在 C++11 中，它也可以前向申明，只不过不支持上面例子这样的前向申明，要想让它可以前向申明，还需要进行一点修改而已。所谓的前向申明，其本质就是告诉编译器目标是什么类型。

这里有一个事实，那就是unscoped enums 类型其实不是一个 enums，它的实际类型是编译器进行选择决定的。 scoped enums 之所以能够前向申明，是因为它的默认潜在类型（underlying type）是 int。

enum Color { black, white, red };

对于上面代码，编译可以将 Color 类型选择成 char 就足够了。

enum Status { good = 0,
failed = 1,
incomplete = 100,
corrupt = 200,
indeterminate = 0xFFFFFFFF
};

但是，对于上面这段代码，编译器可能需要将 Status 类型选择成 int。

总之，对于有作用域的枚举体的潜在类型是已知的，对于没有作用域的枚举体，你可以指定它。

对于 scoped enums ，默认的潜在类型为 int，当然你也可以进行更改：

enum class Status; // underlying type is int

enum class Status: std::uint32_t; // underlying type for Status is std::uint32_t (from )

对于 unscoped enums，指定了潜在类型，则可以前向申明：

enum Color: std::uint8_t; // fwd decl for unscoped enum; underlying type is std::uint8_t

上面介绍了 scoped enums 比 unscoped enums 的几个优点。其实，unscoped enums 也有它自己的优势。看下面的例子：

using UserInfo = // type alias; see Item 9
std::tuple ; // reputation 

虽然注释说明了元组每个部分代表的含义，但是，当你遇到下面的代码时候，你可能还是记不清楚元组的第一个元素代表的是啥：

UserInfo uInfo; // object of tuple type
…
auto val = std::get<1>(uInfo); // get value of field 1

如果使用 unscoped enums 修改上面的代码，可以避免这个问题：

enum UserInfoFields { uiName, uiEmail, uiReputation };
UserInfo uInfo; // as before
…
auto val = std::get(uInfo); // ah, get value of email field

这里，UserInfoFields 到 std::get() 要求的 std::size_t 的隐式类型转换。要是使用 scoped enums 则代码要冗余的多：

enum class UserInfoFields { uiName, uiEmail, uiReputation };
UserInfo uInfo; // as before
…
auto val =
std::get(UserInfoFields::uiEmail)>(uInfo);

总结下：

C++98 风格的 enum 是 unscoped enum 。scoped enums 的枚举成员仅仅对枚举体内部可见。只能通过类型转换（ cast ）转换为其他类型。scopded enums 和 unscoped enum 都支持指定潜在类型。scoped enum 默认潜在类型是 int 。unscoped enum 没有默认的潜在类型。scoped enum 总是可以前置声明的。unscoped enum 只有当指定潜在类型时才可以前置声明。