如何保护枚举赋值

Question

我想防止无效值枚举赋值。我知道即使我什至分配不在枚举中的值它也会起作用。示例：

enum example_enum
{
    ENUM_VAL0,
    ENUM_VAL1,
    ENUM_VAL2,
    ENUM_VAL3
};

void example_function(void)
{
  enum example_enum the_enum = ENUM_VAL3; // correct
  the_enum = 41; // will work
  the_enum = 0xBADA55; // also will work
  bar(the_enum); // this function assumes that input parameter is correct
}

有没有简单有效的方法来检查枚举的赋值是否正确？我可以通过函数

测试值

void foo(enum example_enum the_enum)
{
  if (!is_enum(the_enum))
    return;

  // do something with valid enum
}

我可以通过以下方式解决这个问题：

static int e_values[] = { ENUM_VAL0, ENUM_VAL1, ENUM_VAL2, ENUM_VAL3 };
int is_enum(int input)
{
  for (int i=0;i<4;i++)
    if (e_values[i] == input)
      return 1;
  return 0;
}

对我来说，我的解决方案效率低下，如果我有更多的枚举和更多的枚举值，我该如何写这个？

Answer 1

无法警告分配适合枚举的整数。

C 中的枚举数是整数类型的同义词。假设为 enum example_enum 选择的类型是 int，那么您的代码等同于：

void example_function(void)
{
  int the_enum = ENUM_VAL3; // correct
  the_enum = 12345; // will work
  bar(the_enum); // this function assumes that input parameter is correct
}

void foo(int the_enum)
{
  if (!is_enum(the_enum))
    return;
  // do something with valid enum
}

您可以使用结构，但即使这样也可以规避：

struct example_enum_struct e = { 12345 };
e.value = 23456;

基本上，如果您想将类型限制为特定值，则需要执行检查。

Answer 2

只要 enum 是连续的，就可以这样做：

static int e_values[] = { ENUM_VAL0, ENUM_VAL1, ENUM_VAL2, ENUM_VAL3, ENUM_VAL_COUNT };

int is_enum(int input) { return 0 <= input && input < ENUM_VAL_COUNT; }

另一种选择是不预先验证枚举值，但一旦代码检测到无效值就会出错：

switch(input) {
    case ENUM_VAL0: ... break;
    case ENUM_VAL1: ... break;
    ...
    default:
        assert(0 && "broken enum"); 
        break;
}

但是在 C 中没有办法强制 enum 值不超出范围。如果你想保护 enum fiddling 是将值隐藏在 struct 中，然后具有操作 struct 的功能。函数和 struct 实现可以通过 .h 文件中的前向声明和 .c 文件中的实现向用户隐藏：

struct example_t {
     enum example_enum value;
}

void example_set_val0(example_t* v) { v->value = ENUM_VAL0; }

Answer 3

如果有人对此主题感兴趣，我这里有一些有效的解决方案。

typed_enums.h

#ifndef TYPED_ENUMS_H
#define TYPED_ENUMS_H

#define TYPED_ENUM(name_) \
    typedef struct { int v; } name_

#define TYPED_ENUM_VALUE(name_, value_)       (name_) { value_ }
#define GET_TYPED_ENUM_VALUE(en_)             (en_.v)
#define TYPED_ENUM_EQ(a_, b_)                 (GET_TYPED_ENUM_VALUE(a_) == GET_TYPED_ENUM_VALUE(b_))

#endif

usb_class.h

#ifndef USB_CLASS_H
#define USB_CLASS_H

#include "typed_enums.h"

TYPED_ENUM(UsbClass);

#define USB_CLASS_BILLBOARD                     TYPED_ENUM_VALUE(UsbClass, 0x11)
#define USB_CLASS_TYPE_C_BRIDGE                 TYPED_ENUM_VALUE(UsbClass, 0x12)
#define USB_CLASS_DIAGNOSTIC_DEVICE             TYPED_ENUM_VALUE(UsbClass, 0xDC)
#define USB_CLASS_WIRELESS_CONTROLLER           TYPED_ENUM_VALUE(UsbClass, 0xE0)

#endif

usb_class_example.c

#include "typed_enums.h"
#include "usb_class.h"

#include <stdio.h>

int main(int argc, char ** argv)
{
    UsbClass usbClass = USB_CLASS_WIRELESS_CONTROLLER;
    usbClass = 12345; // tadam!!!! throws error
    usbClass = USB_CLASS_VIDEO;
    if (TYPED_ENUM_EQ(usbClass, USB_CLASS_VIDEO)) {
        printf("usbClass = USB_CLASS_VIDEO\n");
    }

    printf("usb class value: %02X\n", GET_TYPED_ENUM_VALUE(usbClass));

    return 0;
}

优点：

枚举值赋值与结构赋值类似
指针枚举也有效
无法更改枚举值

缺点：

不能在开关中使用
不能直接比较
不能直接return枚举数值

注意：很抱歉在这里滥用预处理器

如何保护枚举赋值

How to protect enum assignment

c

testing

enums

compile-time-constant

compile-time