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扒一扒 Java 中的枚舉類型

發(fā)布時(shí)間：2020-09-25 11:56:37 來源：腳本之家 閱讀：192 作者：阿進(jìn)的寫字臺(tái) 欄目：編程語言

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. 沒有命名空間。開發(fā)者要在命名的時(shí)候以SEASON_開頭，這樣另外一個(gè)開發(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。

扒一扒 Java 中的枚舉類型

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)行起來也沒問題。 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)檢查出來的。

1.2 枚舉方法

我們使用枚舉來實(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定義
  • 枚舉值由于是常量， 一般推薦全部是大寫字母
  • 多個(gè)枚舉值之間使用逗號(hào)分隔開
  • 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， java.lang.Enum 有如下幾個(gè)特征

  • 抽象類， 無法實(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， 說明枚舉類型是無法進(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。

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(): 通過該方法可以通過名稱獲得對(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

枚舉類型通過反編譯我們知道， 其實(shí)也是一個(gè)類（只不過這個(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

扒一扒 Java 中的枚舉類型

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， 說我們需要實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法

扒一扒 Java 中的枚舉類型

按要求實(shí)現(xiàn)

扒一扒 Java 中的枚舉類型

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。 通過提供不同的實(shí)現(xiàn)來達(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)防止多次序列化問題， 保證了線程的安全， 保證了單例。 同時(shí)， 防止了反射的問題。

該方法無論是創(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，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)億速云的支持。

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