CとC ++で異なる動作をする列挙型定数

Question 1

なぜこれを行うのですか？

#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);
}

4 8 8Cおよび8 8 8C ++（4バイトintのプラットフォーム上）で印刷しますか？

このUINT64_MAX割り当てにより、すべての列挙定数が少なくとも64ビットに強制されますがen_e_foo、プレーンCでは32のままであるという印象を受けました。

不一致の理由は何ですか？

Question 2

Cでは、enum定数はタイプintです。C ++では、列挙型です。

enum en_e{
    en_e_foo,
    en_e_bar=UINT64_MAX,
};

Cでは、これは制約違反であり、診断が必要です（を超える場合 UINT64_MAXはINT_MAX、おそらくそうなります）。ACコンパイラは、プログラムを完全に拒否するか、警告を出力してから、動作が定義されていない実行可能ファイルを生成する場合があります。（制約に違反するプログラムが必ずしも未定義の動作をすることは100％明確ではありませんが、この場合、標準は動作が何であるかを述べていないので、それはまだ未定義の動作です。）

gcc6.2はこれについて警告しません。clangはそうします。これはgccのバグです。標準ヘッダーのマクロが使用されている場合、一部の診断メッセージが誤って禁止されます。バグレポートを見つけてくれたGrzegorzSzpetkowskiに感謝します：https：//gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi？id = 71613

C ++では、各列挙型には基になる型がありintます。これは整数型です（必ずしも）。この基になる型は、すべての定数値を表すことができなければなりません。したがって、この場合、en_e_fooとen_e_barは両方ともタイプen_eであり、int幅が狭くても少なくとも64ビット幅である必要があります。

Question 3

そのコードは、そもそも有効なCではありません。

C99とC11の両方のセクション6.7.2.2は、次のように述べています。

制約：

列挙定数の値を定義する式は、として表現可能な値を持つ整数定数式でなければなりませんint。

コンパイラ診断は制約違反であるため必須です。5.1.1.3を参照してください。

動作が未定義または実装として明示的に指定されている場合でも、前処理の変換ユニットまたは変換ユニットに構文規則または制約の違反が含まれている場合、準拠する実装は少なくとも1つの診断メッセージ（実装定義の方法で識別）を生成する必要があります-定義されています。

Question 4

でCが、enum分離型であると考えられ、列挙子自体は常にタイプを持っていますint。

C11-6.7.2.2列挙指定子

3列挙子リストの識別子は、int ..型の定数として宣言されています。

したがって、表示される動作はコンパイラ拡張です。

列挙子の値が大きすぎる場合にのみ、列挙子の1つのサイズを拡張することは理にかなっていると思います。

一方、C ++では、すべての列挙子enumはで宣言されているタイプを持っています。

そのため、すべての列挙子のサイズは同じである必要があります。そのため、全体のサイズenumが拡張され、最大の列挙子が格納されます。

Question 5

他の人が指摘したように、制約違反のため、コードの形式が正しくありません（C）。

GCCバグ＃71613（2016年6月に報告）があり、いくつかの有用な警告がマクロで沈黙していると述べています。

システムヘッダーのマクロが使用されている場合、有用な警告は無音になっているようです。たとえば、以下の例では、警告は両方の列挙型に役立ちますが、1つの警告のみが表示されます。他の警告についても同じことが起こる可能性があります。

現在の回避策は、マクロの前に単項演算+子を付けることです。

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

これにより、GCC4.9.2を使用するマシンでコンパイルエラーが発生します。

$ 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

Question 6

C11-6.7.2.2 / 2

列挙定数の値を定義する式は、として表現可能な値を持つ整数定数式でなければなりませんint。

en_e_bar=UINT64_MAXは制約違反であり、これにより上記のコードは無効になります。診断メッセージは、C11ドラフトに記載されている実装を確認することによって生成する必要があります。

適合実装は、前処理翻訳ユニットまたは翻訳ユニットに構文規則または制約の違反が含まれている場合、少なくとも1つの診断メッセージ（実装定義の方法で識別される）を生成するものとします。[...]

GCCにバグがあり、診断メッセージを生成できなかったようです。（バグはGrzegorzSzpetkowskiによる回答で指摘されています

Question 7

標準を調べたところ、6.7.2.2p2のため、プログラムはCの制約違反のようです。

制約：列挙定数の値を定義する式は、intとして表現可能な値を持つ整数定数式でなければなりません。

7.2.5のため、C ++で定義されています。

基になる型が固定されていない場合、各列挙子の型はその初期化値の型になります。—列挙子に初期化子が指定されている場合、初期化値は式と同じ型であり、定数式は整数でなければなりません。定数式（5.19）。—最初の列挙子に初期化子が指定されていない場合、初期化値の整数型は指定されていません。—それ以外の場合、初期化値のタイプは、増分値がそのタイプで表現できない場合を除いて、前の列挙子の初期化値のタイプと同じです。その場合、タイプは、増分値を含むのに十分な未指定の整数型です。そのようなタイプが存在しない場合、プログラムは不正な形式です。