在 switch 语句中使用常量数组元素作为 case。

Question

我正在尝试将一组按键映射到一组命令。由于我从几个地方处理命令，因此我希望在按键和命令之间建立一层抽象，以便如果我更改底层键映射，我不必更改太多的代码。我的当前尝试看起来像这样：

// input.h
enum LOGICAL_KEYS {
    DO_SOMETHING_KEY,
    DO_SOMETHING_ELSE_KEY,
    ...
    countof_LOGICAL_KEYS
};

static const SDLKey LogicalMappings[countof_LOGICAL_KEYS] = {
    SDLK_RETURN,    // Do Something
    SDLK_ESCAPE,    // Do Something Else
    ...
};

// some_other_file.cpp
...
switch( event.key.keysym.key ) {
    case LogicalMappings[ DO_SOMETHING_KEY ]:
        doSomething();
        break;
    case LogicalMappings[ DO_SOMETHING_ELSE_KEY ]:
        doSomethingElse();
        break;
    ...
}

当我尝试编译这段代码（gcc 4.3.2），会出现以下错误信息：

error: 'LogicalMappings' 不能出现在常量表达式中

我不明白为什么编译器对此感到困惑。我知道在case语句中你不能使用变量，但我以为你可以使用常量，因为它们可以在编译时计算出来。是否switch语句不支持常量数组？如果是这样，我想我可以用类似以下方式替换数组：

static const SDLKey LOGICAL_MAPPING_DO_SOMETHING      = SDLK_RETURN;
static const SDLKey LOGICAL_MAPPING_DO_SOMETHING_ELSE = SDLK_ESCAPE;
...

但那看起来不太优雅。有人知道为什么不能在这里使用常量数组吗？

编辑：我看到了C++标准的一部分，它声称，“整数常量表达式只能涉及文字（2.13）、枚举器、整数或枚举类型的const变量或静态数据成员，这些变量或成员用常量表达式初始化（8.5）……”。我仍然不明白为什么常量数组不算作“用常量表达式初始化的枚举类型”。可能只是因为我的问题的答案是“因为它就是这样”，我必须绕过它。但如果是这样的话，有点令人失望，因为编译器确实可以在编译时确定这些值。

- awall

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一个用常量表达式初始化的“枚举类型”类似于“MyEnum a = 12”，其中MyEnum是一个枚举类型（即使用枚举关键字声明/定义）。一个枚举类型的数组不同于它所属的枚举类型。 - Steve Jessop

Answer 1

参考C++标准的章节：6.4.2要求case表达式必须评估为整数或枚举常量。5.19定义了什么是这样的表达式：

整数常量表达式只能涉及文字（2.13），枚举器，使用常量表达式初始化的整数或枚举类型的const变量或静态数据成员（8.5），整数或枚举类型的非类型模板参数和大小表达式。浮点文字（2.13.3）只能出现在它们被转换为整数或枚举类型的情况下。只能使用到整数或枚举类型的类型转换。特别地，在sizeof表达式中以外，不得使用函数、类对象、指针或引用，并且不得使用赋值、增量、减量、函数调用或逗号运算符。

因此，如果您的问题是“为什么编译器会拒绝这个”，一个答案是“因为标准规定如此”。

- Martin v. Löwis

Answer 2

数组引用不够“常量”。

你只需要稍微改变映射方式。在switch语句的case子句中使用逻辑键代码，以便在按下逻辑键时执行相同的操作。然后将实际键代码映射到逻辑代码，可能是在switch本身中，也可能是事先完成。你仍然可以使用LogicalMappings数组或类似的结构。并且，为了全球化的方便，你甚至可以使映射数组非常量，以便不同的人可以根据自己的需求重新映射键。

- Jonathan Leffler

Answer 3

我会冒险回答这个问题，因为没有其他人回复，而且我最近主要在做Java，而不是C++。据我所记，即使可以在编译时确定查找的结果，数组查找也不被认为是一个常量整数。这甚至可能是语法上的问题。

- Uri

Answer 4

“LogicalMappings” 是否定义了比较运算符？如果没有，那么这就是错误的原因。

- fasih.ahmed

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我不确定我理解你的意思...你能详细说明一下吗？ - Jonathan Leffler

我想问的是，类LogicalMappings是否重载了等号运算符。因为'switch'块使用等号运算符来查找'case'。 - fasih.rana

Answer 5

在boost库中有一个叫做signal的库，它可以帮助你创建事件映射抽象。如果你有时间，这应该是更好的方法。

- rajKumar

Answer 6

一位编译器专家向我解释了这个问题。问题在于数组本身是常量，但对它的索引不一定是常量。因此，表达式LogicalMappings[some_variable]无法在编译时计算，所以数组最终仍然存储在内存中而没有被编译掉。虽然编译器仍然可以静态地评估带有const或字面索引的数组引用，因此理论上我想做的应该是可能的，但比我想象的要棘手一些，所以我可以理解为什么gcc不这样做。

- awall

Answer 7

你也可以使用函数指针或者仿函数（我猜测是仿函数地址）的数组，来避免使用 switch 语句，直接通过数组下标 -> 函数指针 / 仿函数。

例如（警告，以下代码未经测试）

class Event // you probably have this defined already
{
}

class EventHandler // abstract base class
{
public:
  virtual void operator()(Event& e) = 0;
};

class EventHandler1
{
  virtual void operator()(Event& e){
    // do something here 
  }
};
class EventHandler2
{
  virtual void operator()(Event& e){
    // do something here 
  }
};

EventHandler1 ev1;
EventHandler2 ev2;
EventHandler *LogicalMappings[countof_LOGICAL_KEYS] = {
  &ev1,
  &ev2,
  // more here...

};

// time to use code:
Event event;
if (event.key.keysym.key < countof_LOGICAL_KEYS)
{
   EventHandler *p = LogicalMappings[event.key.keysym.key];
   if (p != NULL)
      (*p)(event);
}

- Jason S