c++ - 无论枚举值的数量如何，枚举大小都是恒定的

Question

为什么 enum 的大小总是 2 或 4 字节(分别在 16 位或 32 位体系结构上)，而不管类型中的枚举数是多少？

编译器是否像对待 union 一样对待 enum？

Answer 1

在 C 和 C++ 中，enum 类型的大小是实现定义的，并且与某些整数类型的大小相同。

一种常见的方法是使所有 enum 类型的大小与 int 相同，因为这通常是最有效访问的类型。例如，将其设为单个字节会节省非常少量的空间，但可能需要更大且更慢的代码才能访问它，具体取决于 CPU 架构。

在 C 中，枚举 constants 由 int 类型定义。所以给定:

enum foo { zero, one, two };
enum foo obj;

表达式 zero 是 int 类型，但 obj 是 enum foo 类型，它可以是或可能与 int 的大小不同。鉴于常量是 int 类型，使枚举类型具有相同大小往往更容易。

在 C++ 中，规则不同；常量是枚举类型。但同样，出于效率原因，将每个 enum 类型作为一个“单词”通常是最有意义的，通常是 int 的大小。

2011 ISO C++ 标准增加了为 enum 类型指定底层整数类型的能力。例如，您现在可以编写:

enum foo: unsigned char { zero, one, two };

保证 foo 类型和常量 zero、one 和 two 都有大小1个字节。 C 没有此功能，并且旧的 2011 之前的 C++ 编译器不支持它(除非它们将其作为语言扩展提供)。

(题外话。)

那么，如果您的枚举常量太大而无法放入 int 中怎么办？您不需要 2³¹ 甚至 2¹⁵ 不同的常量来执行此操作:

#include <limits.h>
enum huge { big = INT_MAX, bigger };

big的值为INT_MAX，一般为2³¹-1，但也可以小到2¹⁵ -1 (32767)。 bigger 的值隐含为 big + 1。

在 C++ 中，这是可以的；编译器将简单地为 huge 选择一个大到足以容纳值 INT_MAX + 1 的基础类型。 (假设有这样一种类型；如果 int 是 64 位，并且没有比这更大的整数类型，那是不可能的。)

在 C 中，由于枚举常量的类型是 int，所以上面的内容是无效的。它违反了 N1570 中所述的约束。 6.7.2.2p2:

The expression that defines the value of an enumeration constant shall be an integer constant expression that has a value representable as an int.

因此编译器必须拒绝它，或者至少警告它。例如，gcc 说:

error: overflow in enumeration values