enum class与enum(uint8_t)使用位运算符为何编译结果不同？

我编写了如下代码：

enum class MouseState : uint8_t
{
    kLeft = 0x01,
    kRight = 0x02,
    kMiddle = 0x04,
};

uint8_t mouseState { 0 };

if ((mouseState & MouseState::kLeft) != 0) {
    std::cerr << "okay\n";
}

编译时出现如下错误：

error: invalid operands to binary expression ('uint8_t' (aka 'unsigned char') and 'MouseState')
                        if ((mouseState & MouseState::kLeft) != 0) {
                             ~~~~~~~~~~ ^ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

但如果移除class关键字，使用普通枚举定义：

enum MouseState : uint8_t
{
    kLeft = 0x01,
    kRight = 0x02,
    kMiddle = 0x04,
};

则编译正常（使用C++20标准与clang编译器）。请问这是为什么？

这事儿的本质是普通枚举（enum）和强类型枚举（enum class）的设计差异：

• 普通枚举的枚举值会自动隐式转换成它的底层整数类型（这里就是uint8_t）。所以你写mouseState & MouseState::kLeft时，MouseState::kLeft会悄悄转成uint8_t，和mouseState类型对上，按位与操作自然合法。

• 强类型枚举（enum class）从设计上就主打强类型隔离，它不会自动转成整数类型。MouseState::kLeft的类型是MouseState，而mouseState是uint8_t，两种完全不同的类型不能直接做按位与，编译器当然要报错。

如果想保留enum class的类型安全特性，同时完成这个操作，有两个常用办法：

1. 手动把枚举值转成整数类型：

if ((mouseState & static_cast<uint8_t>(MouseState::kLeft)) != 0) {
    std::cerr << "okay\n";
}

2. 给enum class重载按位与运算符，让它支持和整数的操作（不过这么做会削弱强类型的隔离性，得按需使用）。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user18490