Modern C++ : enum concepts (11, 20)

Modern C++

enum concepts

개요

C++20 Concept와 열거형(Enum)을 통합하여 타입 안전성과 가독성을 동시에 확보하는 방법을 설명합니다.

 

C++ 버전별 주요 키워드 도입 시기

• C++11: enum class
• C++20: concept

 

내용 설명

C++20에서 도입된 concept는 템플릿 타입 매개변수에 대한 제약 조건을 명시적으로 정의할 수 있습니다. 열거형 전용 EnumType concept를 정의하면, 템플릿 함수가 오직 열거형 타입만을 허용하도록 컴파일 타임에 검증합니다.

#include <type_traits>
#include <concepts>

// 열거형 타입 전용 Concept
template<typename T>
concept EnumType = std::is_enum_v<T>;

// 열거형 값을 기본 정수형으로 변환하는 제네릭 함수
template<EnumType T>
constexpr auto to_underlying(T value) {
    return static_cast<std::underlying_type_t<T>>(value);
}

 

예제 코드

#include <iostream>
#include <cstdint>
#include <concepts>
#include <type_traits>

// EnumType Concept 정의
template<typename T>
concept EnumType = std::is_enum_v<T>;

// to_underlying 함수
template<EnumType T>
constexpr auto to_underlying(T value) {
    return static_cast<std::underlying_type_t<T>>(value);
}

int main() {
    enum class Status { OK = 0, ERROR = 1 };
    enum class Byte : uint8_t { ZERO = 0, MAX = 255 };

    std::cout << to_underlying(Status::OK) << std::endl;   // 출력: 0
    std::cout << to_underlying(Byte::MAX) << std::endl;   // 출력: 255

    static_assert(to_underlying(Status::ERROR) == 1);
    static_assert(to_underlying(Byte::ZERO) == 0);
    return 0;
}

 

실행 결과

위 함수를 사용한 예제 실행 시, 열거형 값이 안전하게 정수로 변환되어 출력됩니다.

0
255

 

활용팁

• 다양한 Concepts와 조합하여 열거형 기반 타입 특화 로직을 쉽게 구현할 수 있습니다.
• static_assert를 활용해 컴파일 타임 검증을 추가하면, 런타임 안전성을 더욱 강화할 수 있습니다.
• 기존 코드에서 static_cast를 직접 사용하던 부분을 to_underlying으로 대체하면 가독성이 향상됩니다.