Java枚舉的用法和原理深入

 

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一：枚舉的用法

　　1、定義和組織常量   

　　在JDK1.5之前，我們定義常量都是：public static fianl....。有了枚舉之后，我們可以把相關的常量定義到一個枚舉類里，而且枚舉類也提供了比常量更多的操作方法來操縱。

　　用法舉例：

public enum EnumTest {
    MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;
}

    看不懂沒關系，上面的枚舉類定義原理在下文中再解釋。

   

　　2、用於switch

      switch語句只支持常量值作為判斷依據，枚舉類型是個特例。

　　用法舉例：

//定義枚舉
enum Signal {  
    GREEN, YELLOW, RED  
}  

//測試
public class TrafficLight {  
    Signal color = Signal.RED;  

    public void change() {  
        switch (color) {  //使用枚舉來作比較
        case RED:  
            color = Signal.GREEN;  
            break;  
        case YELLOW:  
            color = Signal.RED;  
            break;  
        case GREEN:  
            color = Signal.YELLOW;  
            break;  
        }  
    }  
}  

 

　　3、向枚舉中自定義屬性和方法

　　我們在定義枚舉時，其實是在定義一個Enum類的子類，我們可以往其中添加自定義的屬性和方法。

　　但是要注意：我們需要在枚舉類中先定義enum實例，用分號 ; 隔開。然后才是成員變量和方法的定義。如果順序錯了會導致編譯錯誤。【實際開發時有可能反過來，先定義成員變量和方法，再添加枚舉實例】

      用法舉例：

public enum Color {  
    RED("紅色", 1), GREEN("綠色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黃色", 4);  //定義枚舉實例

    // 自定義成員變量  
    private String name;  
    private int index;  

    // 定義構造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
    // 添加方法  
    public static String getName(int index) {  
        for (Color c : Color.values()) {  
            if (c.getIndex() == index) {  
                return c.name;  
            }  
        }  
        return null;  
    }  
    // get set 方法  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public int getIndex() {  
        return index;  
    }  
    public void setIndex(int index) {  
        this.index = index;  
    }  
}  

 

　　4、重寫Enum類中的方法

　　定義枚舉類的過程其實是定義Enum類的子類的過程，Enum類定義了一些方法，這些方法我們可以在自己定義枚舉類時重寫，最常見的是：重寫toString()函數，返回自定義成員變量的拼接結果。

　　用法舉例：

public enum Color {  
    RED("紅色", 1), GREEN("綠色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黃色", 4);  
    // 自定義成員變量  
    private String name;  
    private int index;  
    // 構造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
    //重寫父類方法  
    @Override  
    public String toString() {  
        return this.index+"_"+this.name;  
    }  
}  

 

　　5、實現接口

　　前面提到，用enum關鍵字定義枚舉類時，其實是定義Enum類的子類。也就是說，我們定義的枚舉類是繼承自 Enum類的。

　　而Java中是不支持多繼承的，那如果多個枚舉類型都有通用的行為時，如何進行抽象組織呢？——答案是：實現接口。

　　我們可以在定義枚舉類時，實現接口，重寫接口中的方法來達到增加行為的目的。

　　

//定義接口
public interface Behaviour {  
    void print();  
    String getInfo();  
}  

//定義枚舉類，實現接口
public enum Color implements Behaviour{  
    RED("紅色", 1), GREEN("綠色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黃色", 4);  
    // 成員變量  
    private String name;  
    private int index;  
    // 構造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
    //接口方法  
    @Override  
    public String getInfo() {  
        return this.name;  
    }  
    //接口方法  
    @Override  
    public void print() {  
        System.out.println(this.index+":"+this.name);  
    }  
}  

 

　　6、EnumSet的使用

　　java.util.EnumSet是枚舉類型的集合類，可以保證集合中的枚舉元素不重復。

// EnumSet的使用
EnumSet<EnumTest> weekSet = EnumSet.allOf(aEnum.class); //將枚舉類.class文件作為參數。至於為何使用.class文件，在下文中揭曉
        

 

　　7、EnumMap的使用

　　java.util.EnumMap中的 key是enum類型，而value則可以是任意類型。

 // EnumMap的使用
 EnumMap<自定義Enum類型, String> weekMap = new EnumMap(aEnum.class);

 weekMap.put(aEnum.MON, "星期一");
 weekMap.put(aEnumt.TUE, "星期二");

 

 

二：枚舉的實現——Enum類了解

　　 enum這個關鍵字，包含了：繼承Enum類，定義當前類 的意思，所創建的類型都是 java.lang.Enum 類的子類。

　　雖然都是定義類，但是enum關鍵字和class關鍵字的約束行為不同，class定義的類，通過new操作創建對象，想new幾個就幾個，而enum關鍵字定義的類，其實例對象，只能在這個enum類中定義好，它的實例是有限的，限制了某些東西的范圍。

　　如果我們不自定義枚舉類的成員變量和構造方法，只定義枚舉實例，則枚舉實例內容都將以字符串的形式存在，在類加載的時候會通過 protected Enum(String name, int ordinal) 構造函數被創建為基本的Enum實例。　

　　回到第一點中的第一個用法：

public enum EnumTest {
    MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;
}

　　其解釋過程為：

new Enum<EnumTest>("MON",0);
new Enum<EnumTest>("TUE",1);
new Enum<EnumTest>("WED",2);
    ... ...

　　也就是說，這段代碼實際上調用了7次 Enum(String name, int ordinal)。

　　枚舉類經過編譯器編譯之后產生的是一個class文件，該class文件經過反編譯可以看到實際上是生成了一個類，該類繼承了java.lang.Enum<E>。 

　　也就是說，enum 實際上就是一個 class，只不過 java 編譯器幫我們做了語法的解析和編譯而已，我們的枚舉值也被解釋成了static final修飾的常量。

public class com.hmw.test.EnumTest extends java.lang.Enum{
　　//我們可以看到：定義的時候的枚舉值，被實例化了
    public static final com.hmw.test.EnumTest MON;
    public static final com.hmw.test.EnumTest TUE;
    public static final com.hmw.test.EnumTest WED;
    public static final com.hmw.test.EnumTest THU;
    public static final com.hmw.test.EnumTest FRI;
    public static final com.hmw.test.EnumTest SAT;
    public static final com.hmw.test.EnumTest SUN;

    static {};
    public int getValue();
    public boolean isRest();
    public static com.hmw.test.EnumTest[] values();
    public static com.hmw.test.EnumTest valueOf(java.lang.String);
    com.hmw.test.EnumTest(java.lang.String, int, int, com.hmw.test.EnumTest);
}

　　

　　Enum類中封裝了一些方法，最常用的是 compareTo 和 toString。

int compareTo(E o) 
          比較此枚舉與指定對象的順序。

Class<E> getDeclaringClass() 
          返回與此枚舉常量的枚舉類型相對應的 Class 對象。

String name() 
          返回此枚舉常量的名稱，在其枚舉聲明中對其進行聲明。

int ordinal() 
          返回枚舉常量的序數（它在枚舉聲明中的位置，其中初始常量序數為零）。

String toString()

           返回枚舉常量的名稱，它包含在聲明中。

static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType, String name) 
          返回帶指定名稱的指定枚舉類型的枚舉常量。

 

三：使用枚舉實現單例模式

　　參考我的另一片博文；https://www.cnblogs.com/ygj0930/p/10845530.html

　　　 

四：Java 枚舉如何比較

　　枚舉實例可以使用 == 作比較，也可以 使用 equals() 作比較，二者結果一樣，因為Enum類重寫了 equals(）方法，其實質還是使用 == 作比較的。

public final boolean equals(Object other) {
    return this==other;
}

 

五：switch 對枚舉的支持

    來看一則 switch中用枚舉作case的代碼反編譯結果：

 package com.example.demo; import java.io.PrintStream; 
          ab public class EnumTest{ public EnumTest(){}
           public static transient void main(string args[])
           {ab a = ab.aaa;
           class _anm1 {} 
           
           switch(_cls1..SwitchMap.com.example.demo.ab[a.ordinal()]) //取的是枚舉的ordinal()方法的返回值
           {
               case 1: // '\001'system.out.println("aaa");
               // fall through 
              
               case 2: // '\002'system.out.println("bbb");
               // fall through
                default:return;
            
            }

}} 

　　結合上文中第四點Enum類的解讀，ordinal()方法返回的是枚舉類中的ordinal成員變量值(一個int值)，因此switch中用枚舉類型作比較時實際上是用枚舉值的ordinal值作比較的。

  

六：枚舉的序列化與反序列化

　　枚舉類型在序列化時僅僅是將枚舉對象的name屬性輸出到結果中，反序列化的時候則是通過java.lang.Enum的valueOf方法來根據名字查找枚舉對象。

　　同時，編譯器禁止重寫枚舉類型的writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法。

　　　　 

七：枚舉的線程安全性問題——為什么說枚舉類型是線程安全的

　　從第二點，枚舉類反編譯得到的代碼我們可以看到，枚舉類編譯出來的屬性都是static類型的，而static類型的屬性會在類被加載之后初始化，而Java類的加載和初始化過程都是線程安全的，所以創建一個enum類型是線程安全的。