Lớp enum và định kiểu mạnh

Thuộc phần Lập trình hướng đối tượng trong hành trình C++ của Coddy. Bài học 80 trên 104.

C++11 giới thiệu enum classes (còn gọi là kiểu liệt kê có phạm vi) để khắc phục những hạn chế của enum kiểu C truyền thống. Chúng tăng cường tính an toàn kiểu và ngăn việc vô tình sử dụng sai các giá trị liệt kê.

Enum truyền thống có những vấn đề: các giá trị của chúng lọt vào phạm vi xung quanh và tự động chuyển đổi thành số nguyên, dẫn đến những lỗi khó nhận ra:

// Enum truyền thống: có vấn đề
enum Color { Red, Green, Blue };
enum TrafficLight { Red, Yellow, Green };  // Lỗi! Red và Green đã được định nghĩa

int x = Red;  // Tự động chuyển sang int (0)
if (Red == 0) { }  // Biên dịch được: so sánh enum với int

Các lớp enum giải quyết những vấn đề này bằng cách giới hạn phạm vi của các giá trị và ngăn chuyển đổi ngầm:

enum class Color { Red, Green, Blue };
enum class TrafficLight { Red, Yellow, Green };  // Ổn, không xung đột

Color c = Color::Red;      // Phải dùng toán tử phạm vi (scope operator)
// int x = c;              // Lỗi! Không có chuyển đổi ngầm định
int x = static_cast<int>(c);  // Cần chuyển đổi tường minh

// if (c == 0) { }         // Lỗi! Không thể so sánh với int
if (c == Color::Red) { }   // Ổn, so sánh các giá trị cùng kiểu

Bạn cũng có thể chỉ định kiểu cơ sở để kiểm soát bộ nhớ:

enum class Status : uint8_t {
    Inactive = 0,
    Active = 1,
    Pending = 2
};

Các lớp enum tích hợp tốt với thiết kế OOP, giúp code dễ đọc hơn và phát hiện lỗi kiểu dữ liệu khi biên dịch thay vì khi chạy.

Thử thách

Dễ

Hãy xây dựng một hệ thống quản lý mức độ ưu tiên của công việc bằng cách dùng lớp enum để biểu diễn các mức độ ưu tiên và trạng thái công việc khác nhau. Qua đó, bạn sẽ thấy lớp enum đảm bảo an toàn kiểu dữ liệu và ngăn những lỗi có thể xảy ra khi dùng enum truyền thống.

Bạn sẽ sắp xếp code trong ba tệp:

TaskTypes.h: Định nghĩa các lớp enum cho hệ thống quản lý công việc.
Tạo lớp enum Priority với các giá trị: Low, Medium, High và Critical. Chỉ định int làm kiểu dữ liệu cơ sở, với các giá trị lần lượt là 1, 2, 3 và 4.

Tạo lớp enum Status với các giá trị: Pending, InProgress và Completed.

Tạo hai hàm hỗ trợ:
- priorityToString(Priority p): trả về mức độ ưu tiên dưới dạng chuỗi ("Low", "Medium", "High" hoặc "Critical")
- statusToString(Status s): trả về trạng thái dưới dạng chuỗi ("Pending", "InProgress" hoặc "Completed")
Task.h: Định nghĩa lớp Task sử dụng các lớp enum của bạn.
Lớp Task cần lưu tên (chuỗi), một giá trị Priority và một giá trị Status. Hàm khởi tạo nhận tên và mức độ ưu tiên, còn trạng thái mặc định là Status::Pending.

Triển khai các phương thức sau:
- setStatus(Status s): cập nhật trạng thái của công việc
- getPriorityValue(): trả về giá trị số nguyên cơ sở của mức độ ưu tiên bằng static_cast
- display(): in công việc theo định dạng: [name] - Priority: [priority] (Value: [value]) - Status: [status]
main.cpp: Đọc ba đầu vào:
1. Tên công việc (chuỗi)
2. Mức độ ưu tiên dưới dạng số nguyên (1=Low, 2=Medium, 3=High, 4=Critical)
3. Trạng thái dưới dạng số nguyên (0=Pending, 1=InProgress, 2=Completed)
Tạo một Task với tên và mức độ ưu tiên đã cho (dùng static_cast để chuyển số nguyên thành giá trị enum Priority phù hợp). Sau đó, đặt trạng thái dựa trên đầu vào thứ ba. Cuối cùng, gọi display() để hiển thị thông tin chi tiết của công việc.

Ví dụ, với các đầu vào Fix bug, 3 và 1:

Fix bug - Priority: High (Value: 3) - Status: InProgress

Với các đầu vào Write docs, 1 và 2:

Write docs - Priority: Low (Value: 1) - Status: Completed

Với các đầu vào Deploy app, 4 và 0:

Deploy app - Priority: Critical (Value: 4) - Status: Pending

Hãy chú ý cách các lớp enum giữ giá trị mức độ ưu tiên và trạng thái hoàn toàn tách biệt. Bạn không thể vô tình so sánh một Priority với một Status hoặc gán giá trị này cho giá trị kia. Yêu cầu dùng static_cast tường minh khi chuyển đổi giữa số nguyên và giá trị enum giúp làm rõ ý định của code và ngăn những lỗi khó phát hiện.

Tự làm thử

#include <iostream>
#include <string>
#include "Task.h"

using namespace std;

int main() {
    // Đọc dữ liệu đầu vào
    string taskName;
    int priorityInt;
    int statusInt;
    
    getline(cin, taskName);
    cin >> priorityInt;
    cin >> statusInt;
    
    // TODO: Tạo một Task với tên và mức ưu tiên đã cho
    // Dùng static_cast để chuyển priorityInt sang kiểu liệt kê Priority
    
    // TODO: Đặt trạng thái của tác vụ dựa trên statusInt
    // Dùng static_cast để chuyển statusInt sang kiểu liệt kê Status
    
    // TODO: Gọi display() để hiển thị thông tin chi tiết của tác vụ
    
    return 0;
}