扒一扒 Java 中的枚舉類型
前言
在 Java 中， 枚舉， 也稱為枚舉類型， 其是一種特殊的數(shù)據(jù)類型， 它使得變量能夠稱為一組預(yù)定義的常量。 其目的是強(qiáng)制編譯時(shí)類型安全。
枚舉類更加直觀，類型安全。使用常量會(huì)有以下幾個(gè)缺陷：
1. 類型不安全。若一個(gè)方法中要求傳入季節(jié)這個(gè)參數(shù)，用常量的話，形參就是int類型，開(kāi)發(fā)者傳入任意類型的int類型值就行，但是如果是枚舉類型的話，就只能傳入枚舉類中包含的對(duì)象。
2. 沒(méi)有命名空間。開(kāi)發(fā)者要在命名的時(shí)候以SEASON_開(kāi)頭，這樣另外一個(gè)開(kāi)發(fā)者再看這段代碼的時(shí)候，才知道這四個(gè)常量分別代表季節(jié)。
因此， 在 Java 中， enum 是保留的關(guān)鍵字。
1. 枚舉的定義
在 Java 是在 JDK 1.4 時(shí)決定引入的， 其在 JDK 1.5 發(fā)布時(shí)正式發(fā)布的。
舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：以日常生活中的方向來(lái)定義， 因?yàn)槠涿Q， 方位等都是確定， 一提到大家就都知道。
1.1 傳統(tǒng)的非枚舉方法
如果不使用枚舉， 我們可能會(huì)這樣子定義
public class Direction {
public static final int EAST = 0;
public static final int WEST = 1;
public static final int SOUTH = 2;
public static final int NORTH = 3;
}
以上的定義也是可以達(dá)到定義的， 我們?cè)谑褂脮r(shí)
@Test
public void testDirection() {
System.out.println(getDirectionName(Direction.EAST));
System.out.println(getDirectionName(5));// 也可以這樣調(diào)用
}
public String getDirectionName(int type) {
switch (type) {
case Direction.EAST:
return "EAST";
case Direction.WEST:
return "WEST";
case Direction.SOUTH:
return "SOUTH";
case Direction.NORTH:
return "NORTH";
default:
return "UNKNOW";
}
}
運(yùn)行起來(lái)也沒(méi)問(wèn)題。 但是， 我們就如同上面第二種調(diào)用方式一樣， 其實(shí)我們的方向就在 4 種范圍之內(nèi)，但在調(diào)用的時(shí)候傳入不是方向的一個(gè) int 類型的數(shù)據(jù)， 編譯器是不會(huì)檢查出來(lái)的。
1.2 枚舉方法
我們使用枚舉來(lái)實(shí)現(xiàn)上面的功能
定義
public enum DirectionEnum {
EAST, WEST, NORTH, SOUTH
}
測(cè)試
@Test
public void testDirectionEnum() {
System.out.println(getDirectionName(DirectionEnum.EAST));
// System.out.println(getDirectionName(5));// 編譯錯(cuò)誤
}
public String getDirectionName(DirectionEnum direction) {
switch (direction) {
case EAST:
return "EAST";
case WEST:
return "WEST";
case SOUTH:
return "SOUTH";
case NORTH:
return "NORTH";
default:
return "UNKNOW";
}
}
以上只是一個(gè)舉的例子， 其實(shí)， 枚舉中可以很方便的獲取自己的名稱。
通過(guò)使用枚舉， 我們可以很方便的限制了傳入的參數(shù)， 如果傳入的參數(shù)不是我們指定的類型， 則就發(fā)生錯(cuò)誤。
1.3 定義總結(jié)
以剛剛的代碼為例
public enum DirectionEnum {
EAST, WEST, NORTH, SOUTH
}
- 枚舉類型的定義跟類一樣， 只是需要將 class 替換為 enum
- 枚舉名稱與類的名稱遵循一樣的慣例來(lái)定義
- 枚舉值由于是常量， 一般推薦全部是大寫(xiě)字母
- 多個(gè)枚舉值之間使用逗號(hào)分隔開(kāi)
- 最好是在編譯或設(shè)計(jì)時(shí)就知道值的所有類型， 比如上面的方向， 當(dāng)然后面也可以增加
2 枚舉的本質(zhì)
枚舉在編譯時(shí)， 編譯器會(huì)將其編譯為 Java 中 java.lang.Enum 的子類。
我們將上面的 DirectionEnum 進(jìn)行反編譯， 可以獲得如下的代碼：
// final：無(wú)法繼承
public final class DirectionEnum extends Enum
{
// 在之前定義的實(shí)例
public static final DirectionEnum EAST;
public static final DirectionEnum WEST;
public static final DirectionEnum NORTH;
public static final DirectionEnum SOUTH;
private static final DirectionEnum $VALUES[];
// 編譯器添加的 values() 方法
public static DirectionEnum[] values()
{
return (DirectionEnum[])$VALUES.clone();
}
// 編譯器添加的 valueOf 方法, 調(diào)用父類的 valueOf 方法
public static DirectionEnum valueOf(String name)
{
return (DirectionEnum)Enum.valueOf(cn/homejim/java/lang/DirectionEnum, name);
}
// 私有化構(gòu)造函數(shù)， 正常情況下無(wú)法從外部進(jìn)行初始化
private DirectionEnum(String s, int i)
{
super(s, i);
}
// 靜態(tài)代碼塊初始化枚舉實(shí)例
static
{
EAST = new DirectionEnum("EAST", 0);
WEST = new DirectionEnum("WEST", 1);
NORTH = new DirectionEnum("NORTH", 2);
SOUTH = new DirectionEnum("SOUTH", 3);
$VALUES = (new DirectionEnum[] {
EAST, WEST, NORTH, SOUTH
});
}
}
通過(guò)以上反編譯的代碼， 可以發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)
2.1 繼承 java.lang.Enum
通過(guò)以上的反編譯， 我們知道了， java.lang.Enum 是所有枚舉類型的基類。查看其定義
public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
implements Comparable<E>, Serializable {
可以看出來(lái)， java.lang.Enum 有如下幾個(gè)特征
- 抽象類， 無(wú)法實(shí)例化
- 實(shí)現(xiàn)了 Comparable 接口， 可以進(jìn)行比較
- 實(shí)現(xiàn)了 Serializable 接口， 可進(jìn)行序列化
因此， 相對(duì)應(yīng)的， 枚舉類型也可以進(jìn)行比較和序列化
2.2 final 類型
final 修飾， 說(shuō)明枚舉類型是無(wú)法進(jìn)行繼承的
2.3 枚舉常量本身就是該類的實(shí)例對(duì)象
可以看到， 我們定義的常量， 在類內(nèi)部是以實(shí)例對(duì)象存在的， 并使用靜態(tài)代碼塊進(jìn)行了實(shí)例化。
2.4 構(gòu)造函數(shù)私有化
不能像正常的類一樣， 從外部 new 一個(gè)對(duì)象出來(lái)。
2.5 添加了 $values[] 變量及兩個(gè)方法
- $values[]： 一個(gè)類型為枚舉類本身的數(shù)組， 存儲(chǔ)了所有的示例類型
- values() : 獲取以上所有實(shí)例變量的克隆值
- valueOf(): 通過(guò)該方法可以通過(guò)名稱獲得對(duì)應(yīng)的枚舉常量
3 枚舉的一般使用
枚舉默認(rèn)是有幾個(gè)方法的
3.1 類本身的方法
從前面我的分析， 我們得出， 類本身有兩個(gè)方法， 是編譯時(shí)添加的
3.1.1 values()
先看其源碼
public static DirectionEnum[] values() {
return (DirectionEnum[])$VALUES.clone();
}
返回的是枚舉常量的克隆數(shù)組。
使用示例
@Test
public void testValus() {
DirectionEnum[] values = DirectionEnum.values();
for (DirectionEnum direction:
values) {
System.out.println(direction);
}
}
輸出
EAST
WEST
NORTH
SOUTH
3.1.2 valueOf(String)
該方法通過(guò)字符串獲取對(duì)應(yīng)的枚舉常量
@Test
public void testValueOf() {
DirectionEnum east = DirectionEnum.valueOf("EAST");
System.out.println(east.ordinal());// 輸出0
}
3.2 繼承的方法
因?yàn)槊杜e類型繼承于 java.lang.Enum， 因此除了該類的私有方法， 其他方法都是可以使用的。
3.2.1 ordinal()
該方法返回的是枚舉實(shí)例的在定義時(shí)的順序， 類似于數(shù)組， 第一個(gè)實(shí)例該方法的返回值為 0。
在基于枚舉的復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) EnumSet和EnumMap 中會(huì)用到該函數(shù)。
@Test
public void testOrdinal() {
System.out.println(DirectionEnum.EAST.ordinal());// 輸出 0
System.out.println(DirectionEnum.NORTH.ordinal()); // 輸出 2
}
3.2.2 compareTo()
該方法時(shí)實(shí)現(xiàn)的 Comparable 接口的， 其實(shí)現(xiàn)如下
public final int compareTo(E o) {
Enum<?> other = (Enum<?>)o;
Enum<E> self = this;
if (self.getClass() != other.getClass() && // optimization
self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
throw new ClassCastException();
return self.ordinal - other.ordinal;
}
首先， 需要枚舉類型是同一種類型， 然后比較他們的 ordinal 來(lái)得出大于、小于還是等于。
@Test
public void testCompareTo() {
System.out.println(DirectionEnum.EAST.compareTo(DirectionEnum.EAST) == 0);// true
System.out.println(DirectionEnum.WEST.compareTo(DirectionEnum.EAST) > 0); // true
System.out.println(DirectionEnum.WEST.compareTo(DirectionEnum.SOUTH) < 0); // true
}
3.2.3 name() 和 toString()
該兩個(gè)方法都是返回枚舉常量的名稱。 但是， name() 方法時(shí) final 類型， 是不能被覆蓋的！ 而 toString 可以被覆蓋。
3.2.4 getDeclaringClass()
獲取對(duì)應(yīng)枚舉類型的 Class 對(duì)象
@Test
public void testGetDeclaringClass() {
System.out.println(DirectionEnum.WEST.getDeclaringClass());
// 輸出 class cn.homejim.java.lang.DirectionEnum
}
2.3.5 equals
判斷指定對(duì)象與枚舉常量是否相同
@Test
public void testEquals() {
System.out.println(DirectionEnum.WEST.equals(DirectionEnum.EAST)); // false
System.out.println(DirectionEnum.WEST.equals(DirectionEnum.WEST)); // true
}
4 枚舉類型進(jìn)階
枚舉類型通過(guò)反編譯我們知道， 其實(shí)也是一個(gè)類（只不過(guò)這個(gè)類比較特殊， 加了一些限制）， 那么， 在類上能做的一些事情對(duì)其也是可以做的。 但是， 個(gè)別的可能會(huì)有限制（方向吧， 編譯器會(huì)提醒我們的）
4.1 自定義構(gòu)造函數(shù)
首先， 定義的構(gòu)造函數(shù)可以是 private, 或不加修飾符
自定義構(gòu)造函數(shù)
我們給每個(gè)方向加上一個(gè)角度
public enum DirectionEnum {
EAST(0), WEST(180), NORTH(90), SOUTH(270);
private int angle;
DirectionEnum(int angle) {
this.angle = angle;
}
public int getAngle() {
return angle;
}
}
測(cè)試
@Test
public void testConstructor() {
System.out.println(DirectionEnum.WEST.getAngle()); // 180
System.out.println(DirectionEnum.EAST.getAngle()); // 0
}
4.2 添加自定義的方法
以上的 getAngle 就是我們添加的自定義的方法
4.2.1 自定義具體方法
我們?cè)诿杜e類型內(nèi)部加入如下具體方法
protected void move() {
System.out.println("You are moving to " + this + " direction");
}
測(cè)試
@Test
public void testConcreteMethod() {
DirectionEnum.WEST.move();
DirectionEnum.NORTH.move();
}
輸出
You are moving to WEST direction
You are moving to NORTH direction
4.2.2 在枚舉中定義抽象方法
在枚舉類型中， 也是可以定義 abstract 方法的
我們?cè)贒irectinEnum中定義如下的抽象方法
abstract String onDirection();
定義完之后， 發(fā)現(xiàn)編譯器報(bào)錯(cuò)了， 說(shuō)我們需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法
按要求實(shí)現(xiàn)
測(cè)試
@Test
public void testAbstractMethod() {
System.out.println(DirectionEnum.EAST.onDirection());
System.out.println(DirectionEnum.SOUTH.onDirection());
}
輸出
EAST direction 1
NORTH direction 333
也就是說(shuō)抽象方法會(huì)強(qiáng)制要求每一個(gè)枚舉常量自己實(shí)現(xiàn)該方法。 通過(guò)提供不同的實(shí)現(xiàn)來(lái)達(dá)到不同的目的。
4.3 覆蓋父類方法
在父類 java.lang.Enum 中， 也就只有 toString() 是沒(méi)有使用 final 修飾啦， 要覆蓋也只能覆蓋該方法。 該方法的覆蓋相信大家很熟悉， 在此就不做過(guò)多的講解啦
4.4 實(shí)現(xiàn)接口
因?yàn)镴ava是單繼承的， 因此， Java中的枚舉因?yàn)橐呀?jīng)繼承了 java.lang.Enum， 因此不能再繼承其他的類。
但Java是可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)接口的， 因此 Java 中的枚舉也可以實(shí)現(xiàn)接口。
定義接口
public interface TestInterface {
void doSomeThing();
}
實(shí)現(xiàn)接口
public enum DirectionEnum implements TestInterface{
// 其他代碼
public void doSomeThing() {
System.out.println("doSomeThing Implement");
}
// 其他代碼
}
測(cè)試
@Test
public void testImplement() {
DirectionEnum.WEST.doSomeThing(); // 輸出 doSomeThing Implement
}
5 使用枚舉實(shí)現(xiàn)單例
該方法是在 《Effective Java》 提出的
public enum Singlton {
INSTANCE;
public void doOtherThing() {
}
}
使用枚舉的方式， 保證了序列化機(jī)制， 絕對(duì)防止多次序列化問(wèn)題， 保證了線程的安全， 保證了單例。 同時(shí)， 防止了反射的問(wèn)題。
該方法無(wú)論是創(chuàng)建還是調(diào)用， 都是很簡(jiǎn)單。 《Effective Java》 對(duì)此的評(píng)價(jià)：
單元素的枚舉類型已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)Singleton的最佳方法。
6 枚舉相關(guān)的集合類
java.util.EnumSet 和 java.util.EnumMap, 在此不進(jìn)行過(guò)多的講述了。
總結(jié)
以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。
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