有没有办法在C90标准中使枚举无符号？（符合MISRA-C 2004）

我正在试图找到一种使枚举“未签名”的方法

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那么，有没有一种方法可以使MISRA-C 2004喜欢的特定枚举无符号？

没有标准的C方法来控制为

枚举选择的类型。有时，您可以通过特定于实现的方式执行此操作，例如向枚举中添加一个值，强制该类型不带符号：

enum {
  x1,
  x2,
  x3,
  giant_one_for_forcing_unsigned = 0x80000000;
};

但这甚至不是标准的C（因为提供的值不适合
int
）。不幸的是，你的运气太差了。以下是标准中的相关位：

6.7.2.2枚举说明符，第4段

每个枚举类型应与字符、有符号整数类型或无符号整数类型兼容。类型选择由实现定义，但应能够表示枚举的所有成员的值。枚举类型是不完整的，直到紧接着终止枚举器声明列表的
}之后，然后才完成

您最好使用
#define
而不是
enum
来生成常量：

#define x1 0U
#define x2 1U
#define x3 2U

uint8_t x = x2;

不仅在C90中没有指定
enum
采用无符号类型的方法，而且在C90中：

声明为枚举常量的标识符的类型为int

这也适用于C99（6.4.4.3）。如果您想要一个无符号类型，您需要一个语言扩展

枚举类型可能不是
int
，但常量本身必须具有
int
类型。
这里有几个问题，其中存在轻微的转换错误，MISRA试图让您避免：


枚举常量，即示例中的
x1
等，保证为
int
（1）类型。但是enum变量和变量类型enum不能保证是同一类型（2），如果您不幸运，它被定义为小整数类型，因此受整数提升规则的约束

MISRA禁止大整数类型到小整数类型的隐式转换，主要是为了避免无意中截断值，也为了避免各种隐式提升规则


您的具体MISRA合规性错误实际上来自上面的后一个问题，即违反规则10.3（3）

您可以通过向“基础类型”（预期类型）添加显式转换来解决此问题，在本例中是对uint8\t的转换。或者，您可以通过根本不使用枚举来解决这个问题，将它们替换为#defines。这听起来可能非常激进，但请记住，C没有任何类型安全性，因此使用枚举除了可读性之外没有明显的好处

以这种方式替换枚举有些常见：

#define FALSE 0
#define TRUE  1
typedef uint8_t BOOL;

（尽管本例中的目的主要是为了使BOOL类型可移植，保证为8位，而不是16位，如果它是一个枚举，可能会发生这种情况。）


参考资料：

（1） C116.2.7.7/2：

定义枚举常量值的表达式
应为具有可表示值的整型常量表达式
作为一个int。“

（2） C116.2.7.7/4：

“每个枚举类型应与char兼容，char是一个有符号整数
类型，或无符号整数类型。类型选择为
定义了实现，但应能够代表
枚举的所有成员的值。”

（3） MISRA-c:2004规则10.3：

“整数类型的复杂表达式的值只能强制转换为
一种较窄的类型，与基础结构具有相同的符号
表达式的类型。”

您可以通过包含一个足够大的值来强制它不带符号，该值不能包含在int中（根据规范）。这对于类型>=sizeof int非常简单，但unsigned char/short更复杂，需要编译器特定的打包。当然，从技术上讲，实现仍然可以将UINT_MAX表示为无符号long。。。但我从来没见过

#include <stdio.h> //only included for printf example
#include <limits.h>
#include <stdint.h>

/** set up some helper macros **/
#ifdef _MSC_VER 
    #define PACK( ... ) __pragma( pack(push, 1) ) __VA_ARGS__ __pragma( pack(pop) )
#else /* for gcc, clang, icc and others */
    #define PACK( ... ) __VA_ARGS__ __attribute__((__packed__))
#endif
#define _PASTE(x,y) x ## y
#define PASTE(x,y) _PASTE(x,y)

/* __LINE__ added for semi-unique names */
#define U_ENUM(n, ... ) \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( U_DUMMY , __LINE__ ) = UINT_MAX }
#define UL_ENUM(n, ... ) \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( UL_DUMMY , __LINE__ ) = ULONG_MAX }
#define SZ_ENUM(n, ... ) /* useful for array indices */ \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( SZ_DUMMY , __LINE__ ) = SIZE_MAX }
#define ULL_ENUM(n, ... ) \
    enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( ULL_DUMMY , __LINE__ ) = ULLONG_MAX }
#define UC_ENUM(n,...) \
    PACK(enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( UC_DUMMY , __LINE__ ) = UCHAR_MAX })
#define US_ENUM(n,...) \
    PACK(enum n { __VA_ARGS__ , PASTE( US_DUMMY , __LINE__ ) = USHRT_MAX })

为了更像一个标准的enum语句，这与我使用的更简单的版本略有不同，后者为最后一个enum使用了一个额外的命名参数，而不是
\uuuuu LINE\uuuu
hack（这对于出错时返回-1的函数也很有用，因为它将强制转换为U*\U MAX）
以下是该版本的外观：

#define U_ENUM( n, err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = UINT_MAX  }
#define UL_ENUM(n, err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = ULONG_MAX }
#define ULL_ENUM(n,err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = ULLONG_MAX}
#define SZ_ENUM(n, err, ...)      enum n { __VA_ARGS__ , err = SIZE_MAX  }
#define UC_ENUM(n, err, ...) PACK(enum n { __VA_ARGS__ , err = UCHAR_MAX })
#define US_ENUM(n, err, ...) PACK(enum n { __VA_ARGS__ , err = USHRT_MAX })

除了将枚举打包为char或compactness的缩写外，size_t enum是最有趣的，因为它们可以用作数组索引，而无需额外的MOV指令

typedef SZ_ENUM(message_t,MSG_LAST,MSG_HELLO,MSG_GOODBYE,MSG_BAD) message_t;
static const char *messages[]={"hello","goodbye","bad message"};
void printmsg(message_t msg){
  if (msg > MSG_BAD) msg = MSG_BAD;
  (void) puts(messages[msg]);
}

注意，如果您使用C++11 vs C，您可以
enumfoo:char{A，B，C}或
枚举类栏：大小{X，Y，Z}
此外，要获得
枚举
声明的一些好处并产生一些未签名类型，代码可以使用以下命令

// Form values 0, 5, 6
enum { 
 x1, 
 x2 = 5, 
 x3
};

// Form values 0u, 5u, 6u
#define ux1 (1u * x1)
#define ux2 (1u * x2)
#define ux3 (1u * x3)

这对于
int
范围之外的枚举常量可能没有帮助

当然，正如OP所知，代码可以进行转换

// uint8_t = x2;
uint8_t = x2 * 1u;

使用0x8000000不一定会强制枚举无符号，因为这是有符号32位整数的有效表示形式。谢谢。@BobMurphy:0x8000000不能表示为带符号的32位整数。唯一可以对其进行签名的方法是
int
大于32位。@R:当然可以！是-2147483648，10号基地。这很有趣，因为您可以用32位表示的最大正整数是2147483647。这就像一个8位有符号整数，0x80是-128，而您可以表示的最大正数是0x7F=127。2的整数补码数学很有趣——不管你有多少位，正如维基百科文章所说，“似乎有一个额外的负数。”@Bob-0x8000000是一个正数，而不是负数
typedef SZ_ENUM(message_t,MSG_LAST,MSG_HELLO,MSG_GOODBYE,MSG_BAD) message_t;
static const char *messages[]={"hello","goodbye","bad message"};
void printmsg(message_t msg){
  if (msg > MSG_BAD) msg = MSG_BAD;
  (void) puts(messages[msg]);
}

// Form values 0, 5, 6
enum { 
 x1, 
 x2 = 5, 
 x3
};

// Form values 0u, 5u, 6u
#define ux1 (1u * x1)
#define ux2 (1u * x2)
#define ux3 (1u * x3)

// uint8_t = x2;
uint8_t = x2 * 1u;