is_scoped_enum解析

限定作用域枚举类型与不限定作用域枚举类型的区别在[1]的条款10中有较为详细的描述，其中一个要点为：

限定作用域枚举型仅在枚举类型内可见，他们只能通过强制类型转换以转换到其他的类型，换言之不支持隐式的类型转换，举个例子：

enum class Color : int32_t { // 限定作用域枚举
    black,
    white,
    red 
};

int32_t color = Color::black; // compile error :  cannot convert ‘Color’ to ‘int32_t’ {aka ‘int’} in initialization

enum Color : int32_t { // 非限定作用域枚举
    black,
    white,
    red 
};

int32_t color = Color::black; // compile ok

即限定作用的枚举类型不支持隐式类型转换，包括其自身的underlying_type；

std::is_enum

在C++11中提供了std::is_enum用于判断枚举类型：

#include <iostream>
#include <type_traits>
 
class A {};
 
enum E {};
 
enum class Ec : int {};
 
int main() 
{
    std::cout << std::boolalpha;
    std::cout << std::is_enum<A>::value << '\n';    // false
    std::cout << std::is_enum<E>::value << '\n';    // true
    std::cout << std::is_enum<Ec>::value << '\n';   // true
    std::cout << std::is_enum<int>::value << '\n';  // false
}

那么如何判断E和Ec？在C++23中会提供 std::is_scoped_enum

is_scoped_enum

在前文中说明限定作用域枚举类型不支持隐式转换为其underlying_type，因此可以利用这一点实现：

template <typename T, typename = std::void_t<>>
struct is_scoped_enum : std::false_type {};

template <typename T> 
struct is_scoped_enum<T, std::void_t<std::enable_if_t<!std::is_convertible_v<T, std::underlying_type_t<T>> && std::is_enum_v<T>>>> : std::true_type {};

std::cout << is_scoped_enum<A>::value << '\n';    // false
    std::cout << is_scoped_enum<E>::value << '\n';    // false
    std::cout << is_scoped_enum<Ec>::value << '\n';   // true
    std::cout << is_scoped_enum<int>::value << '\n';  // false

这里还可以修改为：

template <typename T, typename V = void>
struct Unscope : std::false_type {};

template <typename T>
struct Unscope<T, decltype(+T{})> : std::true_type {};

template <typename T>
using is_scoped_enum = std::integral_constant<bool, !Unscope<T>::value && std::is_enum<T>::value>;

这里引入一个知识点：

If the operand passed to a built-in arithmetic operator is integral or unscoped enumeration type, then before any other action (but after lvalue-to-rvalue conversion, if applicable), the operand undergoes integral promotion. [2]

一元+运算符会对整型（无限行作用域枚举类型）进行隐式integral promotion，即小整数类型（如 char）和无作用域枚举类型的纯右值可转换成较大整数类型（如 int）的纯右值。具体而言，算术运算符不接受小于 int 的类型作为它的实参，而在左值到右值转换后，如果适用就会自动实施整数提升。

备注： If an operand has array or function type, array-to-pointer and function-to-pointer conversions are applied. 例如lambda 表达式转成函数指针

因此限定作用域枚举类型不满足+T{}表达式，通过SFINE得到Unscope<T>::value的值为false；

若此时对一元+重载：

enum class Ec : int {
};

Ec operator+(const Ec &ec)
{
    return Ec{};
}

让Ec支持一元加的隐式integral promotion，则判断错误：

std::cout << is_scoped_enum<Ec>::value << '\n';   // false

参考资料

【1】Effective Modern C++

【2】https://en.cppreference.com/w/cpp/language/operator_arithmetic