Константи Enum поводяться по-різному в C та C ++

Чому це:

#include <stdio.h>
#include <limits.h>
#include <inttypes.h>

int main() {
    enum en_e {
        en_e_foo,
        en_e_bar = UINT64_MAX,
    };
    enum en_e e = en_e_foo;
    printf("%zu\n", sizeof en_e_foo);
    printf("%zu\n", sizeof en_e_bar);
    printf("%zu\n", sizeof e);
}

друк 4 8 8на C та 8 8 8на C ++ (на платформі з 4 байтовими входами)?

У мене було враження, що UINT64_MAXприсвоєння змусить усі константи перерахування принаймні до 64 біт, але en_e_fooзалишається на рівні 32 у звичайному C.

Яке обґрунтування розбіжностей?

У C enumконстанта має тип int. У C ++ це перелічений тип.

enum en_e{
    en_e_foo,
    en_e_bar=UINT64_MAX,
};

У C це порушення обмеження , що вимагає діагностики ( якщо UINT64_MAX перевищує INT_MAX, що дуже ймовірно). Компілятор змінного струму може взагалі відхилити програму, або він може надрукувати попередження, а потім створити виконуваний файл, поведінка якого невизначена. (Не на 100% зрозуміло, що програма, яка порушує обмеження, обов'язково має невизначену поведінку, але в цьому випадку стандарт не говорить про те, що таке поведінка, тому це все ще невизначена поведінка.)

gcc 6.2 не попереджає про це. clang робить. Це помилка в gcc; він неправильно блокує деякі діагностичні повідомлення, коли використовуються макроси зі стандартних заголовків. Дякую Гжегожу Шпетковському за пошук звіту про помилку: https://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=71613

У C ++ кожен тип перелічення має базовий тип , який є деяким цілочисельним типом (не обов'язково int). Цей базовий тип повинен бути здатним представляти всі постійні значення. Отже, у цьому випадку обидва en_e_fooі en_e_barмають тип en_e, який повинен бути щонайменше 64 біта в ширину, навіть якщо intвін вужчий.

Цей код просто не дійсний C, насамперед.

У розділі 6.7.2.2 і в C99, і в C11 сказано, що:

Обмеження:

Вираз, що визначає значення константи перерахування, повинен бути цілим виразом константи, значення якого можна представити як int.

Діагностика компілятора є обов’язковою, оскільки це порушення обмеження, див. 5.1.1.3:

Відповідна реалізація повинна видавати принаймні одне діагностичне повідомлення (ідентифіковане визначеним реалізацією), якщо блок переробки або блок перекладу містить порушення будь-якого правила синтаксису або обмеження, навіть якщо поведінка також явно зазначена як невизначена або реалізація визначений.

У C , хоча а enumвважається окремим типом, перечислювачі самі завжди мають тип int.

C11 - 6.7.2.2 Специфікатори перерахування

3 Ідентифікатори у списку перелічувача оголошуються як константи типу int ...

Таким чином, поведінка, яку ви бачите, є розширенням компілятора.

Я б сказав, що має сенс розширювати розмір одного з перелічувачів, лише якщо його значення занадто велике.

З іншого боку, в С ++ всі перечислювачі мають тип enumоголошеного.

Через це розмір кожного перелічувача повинен бути однаковим. Отже, розмір цілого enumрозширений, щоб зберігати найбільший перерахувач.

Як зазначали інші, код неправильно сформований (на С) через порушення обмежень.

Існує помилка GCC # 71613 (повідомляється в червні 2016 р.), В якій зазначено, що деякі корисні попередження замовчуються за допомогою макросів.

Корисні попередження, здається, замовчуються, коли використовуються макроси із системних заголовків. Наприклад, у наведеному нижче прикладі попередження було б корисним для обох перерахувань, але показано лише одне попередження. Можливо, те саме може статися з іншими попередженнями.

Поточним обхідним шляхом може бути додавання макросу до одинарного +оператора:

enum en_e {
   en_e_foo,
   en_e_bar = +UINT64_MAX,
};

що видає помилку компіляції на моїй машині з GCC 4.9.2:

$ gcc -std=c11 -pedantic-errors -Wall main.c 
main.c: In function ‘main’:
main.c:9:20: error: ISO C restricts enumerator values to range of ‘int’ [-Wpedantic]
         en_e_bar = +UINT64_MAX

C11 - 6.7.2.2/2

Вираз, що визначає значення константи перерахування, повинен бути цілим виразом константи, значення якого можна представити як int.

en_e_bar=UINT64_MAXє порушенням обмеження, і це робить наведений код недійсним. Діагностичне повідомлення повинно надходити шляхом підтвердження впровадження, як зазначено в проекті С11:

Відповідна реалізація повинна видавати принаймні одне діагностичне повідомлення (ідентифіковане визначеним реалізацією), якщо модуль переробки або блок перекладу попередньої обробки містить порушення будь-якого правила синтаксису або обмеження, [...]

Здається, у GCC є якась помилка, і вона не змогла надати діагностичне повідомлення. (Bug вказується в відповіді по Гжегож Szpetkowski

Я подивився стандарти, і моя програма виявляється порушенням обмежень в C через 6.7.2.2p2 :

Обмеження: Вираз, що визначає значення константи перерахування, повинен бути цілим виразом константи, що має значення, яке можна представити як int.

і визначено в C ++ через 7.2.5:

Якщо базовий тип не є фіксованим, типом кожного перечислювача є тип його ініціалізуючого значення: - Якщо для перечислювача вказано ініціалізатор, значення ініціалізуючого має той самий тип, що і вираз, а вираз константи повинен бути інтегралом постійний вираз (5.19). - Якщо для першого перечислювача не вказано ініціалізатор, значення ініціалізації має невизначений інтегральний тип. - В іншому випадку тип ініціалізуючого значення збігається з типом ініціалізуючого значення попереднього перечислювача, якщо збільшене значення не є репрезентативним у цьому типі, і в цьому випадку тип є невизначеним цілим типом, достатнім для того, щоб містити збільшене значення. Якщо такого типу не існує, програма неправильно сформована.