enum是实现位标志的规范方法吗？

Question

目前我正在使用枚举代表一个小游戏实验中的状态.我声明他们是这样的:

namespace State {
  enum Value {
    MoveUp = 1 << 0, // 00001 == 1
    MoveDown = 1 << 1, // 00010 == 2
    MoveLeft = 1 << 2, // 00100 == 4
    MoveRight = 1 << 3, // 01000 == 8
    Still = 1 << 4, // 10000 == 16
    Jump = 1 << 5
  };
}

这样我就可以这样使用它们:

State::Value state = State::Value(0);
state = State::Value(state | State::MoveUp);
if (mState & State::MoveUp)
  movement.y -= mPlayerSpeed;

但我想知道这是否是实现位标志的正确方法.是否有特殊的容器标志容器？我听说过std::bitset,这是我应该用的吗？你知道更高效的东西吗？
我做得对吗？

---

我忘了指出我的枚举的基本操作符超载了:

inline State::Value operator|(State::Value a, State::Value b)
{ return static_cast<State::Value>(static_cast<int>(a) | static_cast<int>(b)); }

inline State::Value operator&(State::Value a, State::Value b)
{ return static_cast<State::Value>(static_cast<int>(a) & static_cast<int>(b)); }


inline State::Value& operator|=(State::Value& a, State::Value b)
{ return (State::Value&)((int&)a |= (int)b); }

我不得不使用C风格的演员表|=,它没有用static_cast- 任何想法为什么？

Answer 1

STL包含std :: bitset，您可以在这种情况下使用它。

这是足够的代码来说明这个概念：

#include <iostream>
#include <bitset>

class State{
public:
    //Observer
    std::string ToString() const { return state_.to_string();};
    //Getters
    bool MoveUp()    const{ return state_[0];}; 
    bool MoveDown()  const{ return state_[1];}; 
    bool MoveLeft()  const{ return state_[2];}; 
    bool MoveRight() const{ return state_[3];}; 
    bool Still()     const{ return state_[4];}; 
    bool Jump()      const{ return state_[5];}; 
    //Setters
    void MoveUp(bool on)    {state_[0] = on;}
    void MoveDown(bool on)  {state_[1] = on;}
    void MoveLeft(bool on)  {state_[2] = on;}
    void MoveRight(bool on) {state_[3] = on;}
    void Still(bool on)     {state_[4] = on;}
    void Jump(bool on)      {state_[5] = on;}
private:
    std::bitset<6> state_;
};


int main() {
    State s;
    auto report = [&s](std::string const& msg){
        std::cout<<msg<<" "<<s.ToString()<<std::endl;
    };
    report("initial value");
    s.MoveUp(true);
    report("move up set");
    s.MoveDown(true);
    report("move down set");
    s.MoveLeft(true);
    report("move left set");
    s.MoveRight(true);
    report("move right set");
    s.Still(true);
    report("still set");
    s.Jump(true);
    report("jump set");
    return 0;
}

工作正常：http : //ideone.com/XLsj4f

有趣的是，您可以免费获得std :: hash支持，这通常是在各种数据结构中使用状态时所需的条件之一。

编辑：std :: bitset有一个限制，那就是您需要在编译时知道位集中的最大位数的事实。但是，无论如何，枚举都是相同的情况。

但是，如果在编译时不知道位集的大小，则可以使用boost :: dynamic_bitset，根据本文（请参阅第5页），它实际上非常快。最后，根据Herb Sutter的说法，std :: bitset被设计用于通常需要使用std :: vector的情况。

话虽如此，实际上没有任何替代品可以代替真实世界的测试。因此，如果您真的想知道，请进行简介。这将为您提供您所关注的上下文的性能数字。

我还应该提到std :: bitset的优点是enum没有-可以使用的位数没有上限。因此std :: bitset <1000>是完全有效的。

Answer 2

老实说，我认为他们没有一致的模式 。

只需将std::ios_base::openmode和std::regex_constants::syntax_option_type作为在标准库中构建它的两种完全不同的方式即可 - 一种使用结构，另一种使用整个命名空间。两者都是枚举，但结构不同。
检查您的标准库实现，以了解上述两者的实现方式的详细信息。

Answer 3

我认为您的方法是正确的（除了几件事）：
1.您可以显式指定基础类型以节省内存；
2.您不能使用未指定的枚举值。

namespace State {
  enum Value : char {
    None      = 0,
    MoveUp    = 1 << 0, // 00001 == 1
    MoveDown  = 1 << 1, // 00010 == 2
    MoveLeft  = 1 << 2, // 00100 == 4
    MoveRight = 1 << 3, // 01000 == 8
    Still     = 1 << 4, // 10000 == 16
    Jump      = 1 << 5
  };
}

和：

State::Value state = State::Value::None;
state = State::Value(state | State::MoveUp);
if (mState & State::MoveUp) {
  movement.y -= mPlayerSpeed;
}

关于重载：

inline State::Value& operator|=(State::Value& a, State::Value b) {
    return a = static_cast<State::Value> (a | b);
}

由于您使用的是C ++ 11，因此应尽可能使用constexpr一切可能的方法：

inline constexpr State::Value operator|(State::Value a, State::Value b) {
    return a = static_cast<State::Value> (a | b);
}

inline constexpr State::Value operator&(State::Value a, State::Value b) {
    return a = static_cast<State::Value> (a & b);
}