В программу можно ввести и переменные какого-либо типа, не совпадающие ни с одним из стандартных типов. Такой тип задается перечислением значений при объявлении типа; любое из этих значений может принимать переменная данного типа, объявленная далее в программе. Общий вид описания перечисляемого типа:

type nm = (word1, word2, …, wordN) ; var w: nm;

здесь nm – идентификатор типа (произвольный), word1, word2… - конкретные значения, которые может принимать переменная w, принадлежащая типу nm. Значения данного типа считаются упорядоченными, т.е. описание типа одновременно вводит упорядочение word1 < word2 < wordN. Порядковые значения отсчитываются с 0.

К переменным типа перечисления можно применять функции ord, pred, succ и процедуры inc и dec.

Ко всем переменным одного и того же скалярного типа применимы операции отношения: =, <>, <=, >=, <, >.

Особенностью переменных типа перечисления является то, что их значения нельзя вводить с клавиатуры и выводить на экран (но можно использовать при работе с типизированными файлами).

Пример 1. type color = (red, yellow, green, blue);
Здесь определено, что red < yellow < green < blue. Переменная типа color может принимать одно из перечисленных значений.

Функция succ(x)

По элементу x определяется та упорядоченная последовательность, которой принадлежит x, и выдается элемент, следующий за x в этой последовательности.

Пример 2. Пусть задана последовательность букв в алфавитном порядке. Тогда succ(A) есть B; succ(L) есть M и т.д.

Для примера 1 succ(red) есть yellow.

Функция pred(x)

По элементу x определяется последовательность, которой принадлежит x, и выдается предыдущий элемент этой последовательности.

Пример 3. pred(F) есть E; pred(Z) есть Y и т.д.

Функция ord(x)

Выдается номер элемента x в последовательности.

Пример 4. ord(red) равен 0, а ord(green) равен 2.

Перечисляемые типы

Перечисляемые типы определяют упорядоченные наборы значений, перечисляя идентификаторы, которые обозначают эти значения. Их порядок следует из последовательности, в которой они были перечислены.

Синтаксис

type имя = (идентификатор, идентификатор, ..., идентификатор);

Замечания

Идентификаторы в определении типа становятся константами перечисляемого типа.

Первая константа имеет порядковый номер 0, вторая - 1, и так далее.

Перечисляемые типы являются подклассом порядковых типов.

Пример

type Suit = (Clubs, Diamonds, Hearts, Spades);

При таком объявлении Hearts является константой типа Suit.

Стандартная функция Ord возвращает порядковый номер перечисляемой константы. В этом примере,

Ord(Clubs) = 0
Ord(Diamonds) = 1
Ord(Hearts) = 2

Ада

type Day is (Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun);
type Suit is (Clubs, Diamonds, Hearts, Spades);
type Color is (White, Red, Yellow, Green, Blue, Brown, Black);
type Light is (Red, Amber, Green); -- Red и Green перегружены

В отличие от Borland Pascal, идентификаторы в определении типа становятся функциями, а не константами. Это позволяет перегружать их. А в остальном, поведение этих функций полностью аналогично константам.

Перечисляемый тип определяется как набор идентификаторов, с точки зрения языка играющих ту же роль, что и обычные именованные константы, но связанные с этим типом. Классическое описание типа-перечисления в языке Паскаль выглядит следующим образом:

type Cardsuit = (clubs , diamonds , hearts , spades ) ;

Здесь производится объявление типа данных Cardsuit (карточная масть), значениями которого может быть любая из четырёх перечисленных констант. Переменная типа Cardsuit может принимать одно из значений clubs, diamonds, hearts, spades , допускается сравнение значений типа перечисление на равенство или неравенство, а также использование их в операторах выбора (в Паскале - case) в качестве значений, идентифицирующих варианты.

Использование перечислений позволяет сделать исходные коды программ более читаемыми, так как позволяют заменить «магические числа» , кодирующие определённые значения, на читаемые имена.

На базе перечислений в некоторых языках могут создаваться типы-множества . В таких случаях множество понимается (и описывается) как неупорядоченный набор уникальных значений типа-перечисления.

Перечисляемый тип может использоваться в объявлениях переменных и формальных параметров функций (процедур, методов). Значения перечислимого типа могут присваиваться соответствующим переменным и передаваться через параметры соответствующих типов в функции. Кроме того, всегда поддерживается сравнение значений перечислимого типа на равенство и неравенство. Некоторые языки поддерживают также другие операции сравнения для значений перечислимых типов. Результат сравнения двух перечислимых значений в таких случаях определяется, как правило, порядком следования этих значений в объявлении типов - значение, которое в объявлении типа встречается раньше, считается «меньше» значения, встречающегося позже. Иногда перечислимый тип или некоторый диапазон значений перечислимого типа также может быть использован в качестве типа индекса для массива. В этом случае для каждого значения выбранного диапазона в массиве имеется один элемент, а реальный порядок следования элементов соответствует порядку следования значений в объявлении типа.

Реализация

Обычно в процессе компиляции значения перечислений представляются при помощи целых чисел. В зависимости от конкретного языка программирования такое представление может быть либо полностью скрыто от программиста, либо доступно ему с помощью тех или иных «обходных манёвров» (например, принудительного преобразования значения типа перечисление к значению типа «целое число»), либо даже управляемо программистом (в таких случаях программист имеет возможность явно указать, какими числами будут кодироваться все или некоторые значения типа-перечисления). У всех вариантов есть свои положительные и отрицательные стороны. С одной стороны, возможность использования числовых значений констант, составляющих тип-перечисление, особенно при злоупотреблении ею, лишает смысла использование этих типов и создаёт опасность появления ошибок (когда используются числовые значения, для которых в типе нет соответствующих констант). С другой стороны, явное управление значениями даёт некоторые дополнительные возможности. Например, позволяет использовать типы-перечисления при организации интерфейса с модулями, написанными на других языках, если они используют или возвращают кодированные целыми числами значения из некоторого предопределённого набора.

Ещё одна возможность, которую дают перечислимые типы на уровне реализации языка - экономия памяти. При небольшом объёме типа-перечисления для хранения значения этого типа достаточно нескольких битов (вышеприведённый тип Cardsuit требует всего два бита на значение, в то время как стандартное целое число на большинстве используемых архитектур занимает 32 бита - в 16 раз больше), и компилятор может использовать этот факт для уплотнения хранения данных в памяти. Это может быть особенно важно, если несколько значений типов-перечислений хранятся в одной записи - уплотнение записей при обработке больших их количеств может освободить много памяти. Правда, необходимо отметить, что компиляторы обычно не реализуют эту возможность, по крайней мере, в последнее время, когда компьютерная память существенно подешевела.

Критика

Тип перечисление является традиционным для развитых языков программирования, используется достаточно широко и часто воспринимается как нечто само собой разумеющееся. Тем не менее, этот тип также не обходится без критики со стороны теоретиков и практиков программирования. Так, при разработке языка программирования Оберон перечислимые типы попали в список возможностей, которые были удалены из языка. Никлаус Вирт , разработчик языка, назвал следующие причины:

С другой стороны, например, в Java , первоначально не содержащей перечислимого типа, этот тип был впоследствии введён из соображений не только удобства, но и надёжности: проблема использования вместо перечислений групп именованных констант в том, что отсутствует контроль со стороны компилятора как за уникальностью значений констант, так и за возможностью случайного присваивания переменным значений, не соответствующих ни одной из этих констант.

Описание перечислений в различных языках

Enum cardsuit { CLUBS , DIAMONDS , HEARTS , SPADES };

Динамические языки слабой типизации с C-подобным синтаксисом (например perl или JavaScript), как правило, не имеют перечислений.

C++

Перечисления в языке C++ прямо наследуют поведение перечислений языка C, за исключением того, что перечисляемый тип в C++ - настоящий тип, и ключевое слово enum используется только при объявлении такого типа. Если при обработке параметра являющегося перечислением, какое-либо значение из перечисления не обрабатывается (например один из элементов перечисления забыли обработать в конструкции switch), то компилятор может выдать предупреждение о забытом значении.

enum Cardsuit { Clubs , Diamonds , Spades , Hearts }

Java

В первоначальной Java перечислений не было, вместо них предлагалось использовать классы со статическими константами. Начиная с версии 5 (1.5) перечисления были введены в язык, они представляют собой полноценный класс, в который можно добавлять произвольное количество полей и методов. Перечисления были введены для улучшенного контроля за типобезопасностью.

Конструкция, задающая альтернативы для простого типа выглядит так:

<простой тип> ::= <перечисляемый тип>

<предопределенный тип>

<ограниченный тип>

Иными словами, данные простого типа в языке Паскаль могут быть описаны как данные перечисляемого типа (иногда его называют собственным типом пользователя), предопределенного или стандартного типа (этот тип не нужно описывать в разделе типов) и ограниченного типа (отрезка типа). При этом следует помнить, что все эти типы являются скалярными, т. е. их значения определенным образом упорядочены.

Перечисляемый тип

При формулировке многих алгоритмов в виде текста программ целые числа используются в том случае, когда их собственно числовое значение несущественно и число указывает только на выбор значения из небольшого множества возможных вариантов. Так, например дни недели можно закодировать таким образом: понедельник - 1, вторник - 2, и т.д. Однако над этими числами нельзя выполнять никаких операций, кроме проверки на равенство или присваивания. Попытка сложить эти числа приведет к бессмыслице. Для дальнейшего использования в программе таких данных желательно определить их тип как перечисляемый. Это позволит:

сделать текст программы удобным для чтения и избавить программиста от необходимости самому кодировать значения;

подключить контроль за выполнением операций, т.е. при попытке умножить понедельник на вторник появится сообщение об ошибке;

при условии, что кардинальное число типа меньше или равно 256, разместить эти данные в одном байте, т.е. экономить память.

Конструкция, определяющая правило описания перечисляемого типа имеет вид:

<перечисляемый тип> ::= (<список значений>)

<список значений> ::= <значение>

<список значений>,<значение>

<значение> ::= <идентификатор>

<целое >

Таким образом, в соответствии с правилом, описание перечисляемого типа сводится к перечислению в скобках и через запятую значений, принадлежащих специфицируемому типу.

Пример раздела типов с такими описаниями:

Day = (mo, tu, we, th, fr, sa, su); {card(day)=7}

Notation= (do_, re, mi, fa, sol, la, si); {card(notation)=7}

Тогда, при описании переменных MyDday и MyNota в разделе переменных:

MyNota: Notation;

можно, например, использовать такие операторы присваивания:

Поскольку предопределенный тип является скалярным, для него полезно определить функции, которые возвращают предшествующее и последующее значения для своего аргумента. В языке Паскаль такими функциями являются соответственно Pred(x) и Succ(x). Так, в результате выполнения оператора MyDay:=Pred(sa) переменной MyDay будет присвоено значение fr, а выполнение оператора MyNota:=Succ(do_) присвоит переменной MyNota значение re. Очевидно, что эти функции не определены на соответственно "первом" и "последнем" значениях, т.е. обращения вида Pred(do_) или Succ(si) вызовут сообщение об ошибке. Кроме того, существенным недостатком перечисляемого типа является отсутствие поддержки вывода его значений в подавляющем большинстве существующих систем программирования, что заставляет использовать для вывода, например, такой фрагмент текста программы.