C++20中如何让std::format兼容枚举类？无需额外代码方案问询

要让make_str无需额外代码兼容所有枚举类，核心是给所有枚举类型提供通用的std::formatter特化，让std::vformat自动将枚举转换为其底层整数类型处理。

C++20允许我们通过模板特化，针对std::is_enum_v为true的类型，复用底层整数类型的formatter逻辑：

#include <format>
#include <string>
#include <type_traits>

// 原有的make_str模板函数
template<typename... Args>
std::string make_str(std::string_view fmt, Args&&... args) {
    return std::vformat(fmt, std::make_format_args(std::forward<Args>(args)...));
}

// 通用枚举类formatter特化
template<typename Enum>
requires std::is_enum_v<Enum>
struct std::formatter<Enum> : std::formatter<std::underlying_type_t<Enum>> {
    template<typename FormatContext>
    auto format(Enum e, FormatContext& ctx) const {
        return std::formatter<std::underlying_type_t<Enum>>::format(
            static_cast<std::underlying_type_t<Enum>>(e), ctx);
    }
};

// 测试用枚举类
enum class wing { left, right, both };

int main() {
    // 现在可以直接格式化枚举类了
    std::string s = make_str("Wing: {}", wing::left);
    // s的值是 "Wing: 0"
    return 0;
}

原理说明 #

• 利用C++20的requires约束，这个特化只会作用于枚举类型（包括enum class和普通enum）。
• 特化的formatter继承自枚举底层类型的formatter，直接把枚举值强转成底层整数后复用已有格式化逻辑，支持所有整数格式化选项（比如十六进制、宽度对齐等）。
• 这个特化只需要写一次，就能自动适配项目中所有枚举类，无需逐个修改或添加代码。

注意事项 #

• 如果后续需要某些枚举类支持自定义字符串格式化（比如把wing::left输出成"left"而不是0），可以针对特定枚举类单独特化std::formatter，编译器会优先匹配更具体的特化版本。
• 该方案依赖C20的概念（requires）和std::underlying_type_t，符合你的C20环境要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user14530855