reinterpret_cast在枚举类型中出错

Question

为什么我不能使用 reinterpret_cast 操作符进行这样的转换？

enum Foo { bar, baz };

void foo(Foo)
{
}

int main()
{
   // foo(0); // error: invalid conversion from 'int' to 'Foo'
   // foo(reinterpret_cast<Foo>(0)); // error: invalid cast from type 'int' to type 'Foo'
   foo(static_cast<Foo>(0)); 
   foo((Foo)0);
}

- FrozenHeart

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static_cast 是这里正确的操作。 - Travis Gockel

为什么它会有效？你认为reinterpret_cast的作用是什么？ - R. Martinho Fernandes

我认为reinterpret_cast可以用于所有类型的转换，因为它强制将任何类型转换为另一种类型，并具有此转换的所有副作用。 - FrozenHeart

这里有一个很好的解释：https://dev59.com/N3RB5IYBdhLWcg3wn4UL - Joel Rondeau

Answer 1

我认为reinterpret_cast可以用于所有类型的转换，因为它强制将任何类型转换为另一种类型，并具有此转换的所有副作用。

这是一个常见的误解。可以使用reinterpret_cast执行的转换在标准的5.2.10中明确列出。其中不包括int-to-enum和enum-to-int转换：

- 指针到整数类型，只要整数足够大即可容纳 - nullptr_t到整数 - 整数类型或enum到指针 - 函数指针到不同类型的另一个函数指针 - 对象指针到不同类型的另一个对象指针 - nullptr_t到其他指针类型 - 对象或函数的T1的成员指针到不同的T2的成员指针，在这种情况下，T1和T2都是对象或函数 reinterpret_cast通常用于告诉编译器：嘿，我知道你认为这个内存区域是一个T，但我希望你将其解释为U（其中T和U是不相关的类型）。

还值得注意的是，reinterpret_cast可能会对位产生影响：

5.2.10.3中说明了，reinterpret_cast进行的映射可能与原始值产生不同的表示形式。

C-style转换总是有效的，因为它包括其尝试中的static_cast。

- Travis Gockel

Answer 2

由于常规枚举底层类型为 int，因此没有必要进行 reinterpret。对于这种情况，静态转换是适当的转换方式。

- Rost

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@Rost 这并不是真的。标准保证枚举的底层类型是整数类型，但不一定是int。 - Drew Dormann

@tenfour 嗯，这是在C++11中添加的。不知道原因。可能是为了允许一些模板技巧？ - Rost

如果“没有需要重新解释的内容”与正确性有任何关系，那么以下代码将失败：int x = 0; int* p = reinterpret_cast<int*>(&x); - Travis Gockel

enum 到 int 的转换不能通过 reinterpret_cast 完成，这与 enum 的底层类型无关。即使是 enum Foo : uint64_t { bar, baz }，也仍然不允许使用 reinterpret_cast<int>。 - Travis Gockel

因为这是不被允许的。C++标准没有定义将“枚举”用“reinterpret_cast”转换为整数类型。 - Travis Gockel

Answer 3

其他答案没有直接点到问题的核心。 尽管使用reinterpret_cast是不好的，但编译失败是因为你不能直接在值上应用reinterpret_cast。 你只能将其应用于指针或引用表达式的转换。 （特别是它不能转换字面常量。）

所以这个可以编译，

enum Foo { bar, baz };

void foo(Foo)
{
}

int main()
{
   // foo(0);
   int zero = 0;
   foo(reinterpret_cast<Foo&>(zero)); // error: invalid cast from type 'int' to type 'Foo'
   foo(static_cast<Foo>(0)); 
   foo((Foo)0);
}

https://godbolt.org/z/x6MP1e5eo

- alfC