与protobuf的枚举替换C++枚举

Question

在我的代码库我有没有基础类型类似下面无范围的枚举：

enum EFoo { 
    EF_AAA  = 0, 
    EF_UNKNOWN = 1, 
    EF_BBB  = 2, 
    EF_MAX 
} 

我想使它成为一个protobuf的枚举，因此它可以在其他protobuf的消息直接作为被重用枚举，而不是某种int*字段。所以我想象.proto文件中的枚举声明将如下所示：

enum EFoo { 
    EF_AAA = 0; 
    EF_UKNOWN = 1; 
    EF_BBB = 2; 
} 

这里是一个棘手的部分。随着时间的推移，可能会添加新的字段，如EF_CCC = 3，所以我不能像声明EF_MAX那样声明C++代码，因为它会破坏包含EFoo类型字段的序列化消息的二进制兼容性。并且EF_MAX用于整个代码库中的API，因为类型EFoo和EF_MAX变量的未知值从未序列化。然而，int类型的EFoo_ARRAYSIZE其语义含义正好是EF_MAX。所以我正在考虑用EFoo_ARRAYSIZE替换所有EF_MAX，但有一件事情让我困扰，它需要在某些地方做static_cast<EFoo>(EFoo_ARRAYSIZE)以避免编译器警告，根据标准它将被视为未定义的行为，这可能会导致讨厌的优化和错误。

而我的问题是，我该如何解决我的问题？或者，也许我错了，我的解决方案与static_cast<EFoo>(EFoo_ARRAYSIZE)全部替换EF_MAX是安全的吗？

万一它可能很重要，我在谈论C++ 11标准。

Answer 1

从协议缓冲器文档：

在反序列化，无法识别的枚举值将在消息中被保留，虽然这是如何表示当消息被反序列化是依赖于语言的。在支持指定符号范围之外的值的开放枚举类型（如C++和Go）的语言中，未知枚举值仅作为其基础整数表示形式存储。

在C++中的int可强制转换为枚举，如果你知道的INT表示有效枚举。这不是未定义的行为，它是该语言的一个可预测的特征。

请注意，由protobuf生成的枚举（至少今天）不是enum class类型，仅仅是enum。

从这里：https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/proto3#enum

通过研究protoc的输出。

Answer 2

Proto3强制所有枚举通过添加两个“定点”值与INT_MIN和INT_MAX值枚举为32位：

enum Foo { 
    Foo_FOO = 0, 
    Foo_BAR = 1, 
    Foo_Foo_INT_MIN_SENTINEL_DO_NOT_USE_ = ::google::protobuf::kint32min, 
    Foo_Foo_INT_MAX_SENTINEL_DO_NOT_USE_ = ::google::protobuf::kint32max 
}; 

这样做的效果是，枚举类型Foo将始终使用一个32位整数（或更大）作为其表​​示，因此您可以使用static_cast s将任何32位值存储到其中。

请注意，proto2没有这样做，因此将ARRAYSIZE常量作为proto2中的枚举类型进行强制转换并不安全。特别是，在proto2中，如果您有一个枚举的最大值为127，则可能使用8位有符号类型来表示。 ARRAYSIZE值将是128，这将超出该类型的范围 - 它可能被视为-128。或者更糟糕的是，编译器可能会应用优化，导致完全不可预知的行为。

这就是为什么proto2处理像未知字段这样的未知字段上的未知枚举值的原因，其行为像字段值甚至不存在。这种行为混淆了很多人，因此proto3切换到强制枚举到32位。 （请注意，proto3的方法意味着如果你在枚举值上有一个switch（）语句，它必须有一个默认情况，否则你会得到一个警告。）