這篇算是之前《使用 enum class 取代傳統的 enum》的後續。
當時介紹的 enum class 基本上是 C++11 引入、強化列舉型別的型別強度的設計；透過這樣的設計，可以避免一些程式設計上可能會碰到的問題。
但是，當 Heresy 後來實際要使用的時候，才發現 enum class 在某些方面上，似乎還有一些地方沒辦法和 enum 一樣地使用。
其中一個比較大的困擾，就是 enum class 沒有預設提供 bitwise operation，所以沒辦法直接把 enum class 當成 bitmask 來用。
比如說，以往以前可能會有這樣的寫法：
enum EFlag { FlagB0 = 0b00000000, FlagB1 = 0b00000001, FlagB2 = 0b00000010, FlagB12 = FlagB1 | FlagB2 }; int main(int argc, char** argv) { if ((EFlag::FlagB12 & EFlag::FlagB1) == EFlag::FlagB1) { std::cout << "OK" << std::endl; } return 0; }
這樣的寫法是沒有問題的。
但是如果改用 enum class 寫成：
enum class EFlag : uint8_t { FlagB0 = 0b00000000, FlagB1 = 0b00000001, FlagB2 = 0b00000010, FlagB12 = FlagB1 | FlagB2 };
的話，那
if ((EFlag::FlagB12 & EFlag::FlagB1) == EFlag::FlagB1)
這一行，就會因為沒有合適的 operator & 而編譯失敗。
使用一般的 enum 的時候，之所以可以運作，主要是因為 enum 可以自動轉型成 int 來進行 bitwise 的計算，所以不會有問題；但是由於 enum class 不允許這樣的自動轉型，所以就沒辦法運作了。
基本解法
而解決方法呢？基本上就是需要自己針對自己定義的 enum class 去實作對應的 operator &、以及其他需要的 bitwise operator 了～（一般主要是「&|^~」這四個，如果有需要，可能還有 &=、|=、^=）
以 operator & 來說，內容大概就會是：
EFlag operator&(EFlag left, EFlag right) { return static_cast<EFlag>( static_cast<uint8_t>(left) &
static_cast<uint8_t>(right) ); }
可以看到，這邊很簡單，就是先把 EFlag 強制轉型成底層的型別（uint8_t），進行計算完後，再轉型回 EFlag 並回傳。
而如果擔心以後 EFlag 底層型別可能會修改，怕到時候出現不一致的狀況的話，其實也可以透過 C++11 <type traits> 所提供的 std::underlying_type（參考）來在編譯階段取得底層的型別。
其寫法會變成：
EFlag operator&(EFlag left, EFlag right) { return static_cast<EFlag>( static_cast<std::underlying_type_t<EFlag>>(left) & static_cast<std::underlying_type_t<EFlag>>(right) ); }
這樣就算以後修改 EFlag 的底層型別，也不必修改這些 bitwise operator 的內容了～
通用的版本
如果有定義的 enum class 很多，又都需要用到 bitwise operation 的話，那其實可以考慮用 template 來實作這些 operator。
例如：
template<typename TEnumType> TEnumType operator&(TEnumType left, TEnumType right) { return static_cast<TEnumType>( static_cast<std::underlying_type_t<TEnumType>>(left) & static_cast<std::underlying_type_t<TEnumType>>(right) ); }
但是這樣的缺點，是所有的型別都可以套用到這些 bitwise operator，雖然因為有用到 std::underlying_type，所以其實也不一定可以編譯過就是了。
不過實際上，這樣應該還不是一個好的方法，可以的話最好還是要確認是我們要的列舉型別才支援。
如果要這樣實作的話，基本上可以透過 std::enable_if（參考，一樣是 <type traits> 的東西）來做控制。
例如：
template<typename TEnumType> struct support_bitwise_enum : std::false_type {}; template<typename TEnumType> typename std::enable_if_t<support_bitwise_enum<TEnumType>::value, TEnumType> operator&(TEnumType left, TEnumType right) { return static_cast<TEnumType>( static_cast<std::underlying_type_t<TEnumType>>(left) & static_cast<std::underlying_type_t<TEnumType>>(right)); }
這樣的話，如果要讓自己的 enum class 支援 bitwise operation，就只需要另外定義一個
template<> struct support_bitwise_enum<EFlag> : std::true_type {};
讓他繼承 std::true_type 就可以了～（這邊是參考 std::error_code 的用法）
而如果沒有做這個顯示特定化（explicit specialization）的話，基本上就不能使用這個 operator & 了。
而透過這樣的方法，把所有的 bitwise operator 都實作一遍、包成一個 header 的話，就可以很方便地來使用，而且也可以控制要讓那些 enum class 用了。
例如，假設包成一個這樣的 bitwise_enum.hpp（GitHub），那之後要使用的時候，就可以像下面的程式：
#include <iostream> #include "bitwise_enum.hpp" enum class EFlagN { Flag0 = 0, Flag1 = 1, Flag2 = 2, Flag12 = 3 }; enum class EFlag { FlagB0 = 0b00000000, FlagB1 = 0b00000001, FlagB2 = 0b00000010, FlagB12 = FlagB1 | FlagB2 }; template<> struct support_bitwise_enum<EFlag> : std::true_type {}; int main(int argc, char** argv) { if ((EFlagN::Flag12 & EFlagN::Flag2) == EFlagN::Flag2) // Error! { std::cout << "EFlagN OK" << std::endl; } if ((EFlag::FlagB12 & EFlag::FlagB2) == EFlag::FlagB2) { std::cout << "EFlag OK" << std::endl; } return 0; }
其中 EFlagN 就會因為沒有透過定義 support_bitwise_enum<>，所以無法使用 bitwise operator 而編譯失敗；而 EFlag 因為有將 support_bitwise_enum<EFlag> 設定成 true_type，所以就可以正確編譯、使用。
而如果是希望所有 enum class 都可以適用的話，其實也可以考慮改用 std::is_enum（參考）來作為判斷條件，但是相對地，就會失去可控制的可能性了。
所以，理論上只要有 bitwise_enum.hpp 這個包裝好的 header 檔，以後要定義 enum class 的時候，就可以很簡單地讓他支援 bitwise operation 了。
不過，老實說說，Heresy 總覺得…為什麼這種功能沒有加到標準函式庫裡啊？
（還是其實有，只是 Heresy 不知道？）