Tipos definidos por el usuario: `enum class`

En programación, a menudo necesitamos representar un conjunto de valores posibles claramente definidos y finitos. Por ejemplo, los días de la semana, los colores de un semáforo, o el estado de una tarea.

Para ello usamos los tipos enumerados (enum):

En C++ clásico, se utiliza el tipo enum. El uso de este tipo enumerado tiene limitaciones que pueden generar errores.
En C++ moderno, se prefiere el uso de enum class, que soluciona esos problemas.

`enum class`: Enumeraciones fuertemente tipadas

enum class (enumeration class) es un tipo definido por el programador que representa un conjunto finito de valores simbólicos, llamados enumeradores. Estos valores se agrupan bajo un mismo nombre de tipo y están fuertemente tipados.

Ejemplo:

enum class Color { Rojo, Verde, Azul };
Color miColor = Color::Rojo;

Sus características principales son:

Es un tipo propio: Un enum class define un tipo independiente, es decir, definido por el usuario.
Nombres de los enumeradores cualificados: Los valores del enum class se acceden a través del nombre del tipo, lo que evita ambigüedad. Ejemplo: Color::Rojo.
Seguridad de tipo (type safety): Un valor de enum class no puede convertirse implícitamente a otro tipo como int o float. Esto evita errores al mezclar enumeraciones con otros tipos numéricos.
Se puede especificar el tipo base: Es posible indicar explícitamente el tipo subyacente (como int, char, unsigned, etc.), lo que permite controlar el tamaño en memoria.

Ejemplo

#include <iostream>

enum class Color {
    Rojo,
    Verde,
    Azul
};

int main() {
    Color c {Color::Verde};

    if (c == Color::Verde) {
        std::cout << "El color es verde\n";
    }
    return 0;
}

En este ejemplo:

Color es un tipo definido por el usuario.
Sus posibles valores son Color::Rojo, Color::Verde y Color::Azul.
El uso de Color:: es obligatorio para acceder a los enumeradores.

Conversión de tipo

Por defecto, cada valor que definimos en un enum class se relaciona con un entero, siendo el primer elemento el valor 0, el segundo el 1, y así sucesivamente.

En la declaración de la enumeración podemos establecer el valor entero de cada uno de los valores que definimos.

Aunque enum class no se convierte automáticamente a int, a veces es útil obtener su valor numérico:

#include <iostream>

enum class Estado { Inactivo = 1, Activo = 2, Suspendido = 3 };

int main() {
    Estado e {Estado::Activo};

    std::cout << "Valor numérico: " << static_cast<int>(e) << std::endl;

    return 0;
}

Utilizamos la función static_cast<int> para realizar la conversión a entero.

Si partimos de un entero también podemos hacer la conversión a enum class:

#include <iostream>

enum class Estado { Inactivo = 1, Activo = 2, Suspendido = 3 };

int main() {
    // Pedir un valor numérico al usuario
    int valor;
    std::cout << "Ingresa un valor (1: Inactivo, 2: Activo, 3: Suspendido): ";
    std::cin >> valor;

    // Verificar si el valor ingresado es válido
    if (valor >= 1 && valor <= 3) {
        // Convertir el valor numérico al tipo enum class usando static_cast
        Estado e {static_cast<Estado>(valor)};

        // Imprimir el valor numérico del enum
        std::cout << "El valor numérico del estado es: " << static_cast<int>(e) << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Valor no válido." << std::endl;
    }

    return 0;
}

Si ponemos sólo el valor inicial, el resto de los elementos irán cogiendo el valor consecutivo. Ejemplo:

enum class Estado { Inactivo = 1, Activo, Suspendido };

Definir el tipo subyacente

Por defecto, el tipo subyacente es int, pero se puede especificar otro tipo:

enum class Estado : unsigned char { Inactivo = 1, Activo = 2, Suspendido = 3 };

Esto puede ser útil para ahorrar memoria o por requisitos específicos.

Ejemplo final

Define un enum class llamado DiaSemana con los valores Lunes, Martes, Miércoles, Jueves, Viernes, Sábado, Domingo. Escribe un programa que:

Pida al usuario un número entre 1 y 7.
Muestre el día correspondiente usando enum class.

#include <iostream>

int main() {
    enum class DiaSemana { 
        Lunes = 1, 
        Martes, 
        Miercoles, 
        Jueves, 
        Viernes, 
        Sabado, 
        Domingo 
    };

    int numero;
    std::cout << "Introduce un número del 1 al 7 para indicar el día de la semana: ";
    std::cin >> numero;

    if (numero < 1 || numero > 7) {
        std::cout << "Número inválido." << std::endl;
        return 1;
    }

    DiaSemana dia { static_cast<DiaSemana>(numero) };

    std::cout << "El día seleccionado es: ";
    switch (dia) {
        case DiaSemana::Lunes: std::cout << "Lunes"; break;
        case DiaSemana::Martes: std::cout << "Martes"; break;
        case DiaSemana::Miercoles: std::cout << "Miércoles"; break;
        case DiaSemana::Jueves: std::cout << "Jueves"; break;
        case DiaSemana::Viernes: std::cout << "Viernes"; break;
        case DiaSemana::Sabado: std::cout << "Sábado"; break;
        case DiaSemana::Domingo: std::cout << "Domingo"; break;
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}