怎么用好Java中的枚舉

本篇內(nèi)容主要講解“怎么用好Java中的枚舉”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來帶大家學(xué)習(xí)“怎么用好Java中的枚舉”吧!

1、概覽

enum關(guān)鍵字在 java5 中引入，表示一種特殊類型的類，其總是繼承java.lang.Enum類，更多內(nèi)容可以自行查看其官方文檔。

枚舉在很多時(shí)候會(huì)和常量拿來對(duì)比，可能因?yàn)楸旧砦覀兇罅繉?shí)際使用枚舉的地方就是為了替代常量。那么這種方式由什么優(yōu)勢(shì)呢？

以這種方式定義的常量使代碼更具可讀性，允許進(jìn)行編譯時(shí)檢查，預(yù)先記錄可接受值的列表，并避免由于傳入無效值而引起的意外行為。

下面示例定義一個(gè)簡單的枚舉類型 pizza 訂單的狀態(tài)，共有三種 ORDERED, READY, DELIVERED狀態(tài):

package shuang.kou.enumdemo.enumtest;  public enum PizzaStatus {      ORDERED,      READY,      DELIVERED;  }

簡單來說，我們通過上面的代碼避免了定義常量，我們將所有和 pizza 訂單的狀態(tài)的常量都統(tǒng)一放到了一個(gè)枚舉類型里面。

System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name());//ORDERED  System.out.println(PizzaStatus.ORDERED);//ORDERED  System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name().getClass());//class java.lang.String  System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.getClass());//class shuang.kou.enumdemo.enumtest.PizzaStatus

2、自定義枚舉方法

現(xiàn)在我們對(duì)枚舉是什么以及如何使用它們有了基本的了解，讓我們通過在枚舉上定義一些額外的API方法，將上一個(gè)示例提升到一個(gè)新的水平：

public class Pizza {      private PizzaStatus status;      public enum PizzaStatus {          ORDERED,          READY,          DELIVERED;      }      public boolean isDeliverable() {          if (getStatus() == PizzaStatus.READY) {              return true;          }          return false;      }       // Methods that set and get the status variable.  }

3、使用 == 比較枚舉類型

由于枚舉類型確保JVM中僅存在一個(gè)常量實(shí)例，因此我們可以安全地使用“ ==”運(yùn)算符比較兩個(gè)變量，如上例所示；此外，“ ==”運(yùn)算符可提供編譯時(shí)和運(yùn)行時(shí)的安全性。

首先，讓我們看一下以下代碼段中的運(yùn)行時(shí)安全性，其中“ ==”運(yùn)算符用于比較狀態(tài)，并且如果兩個(gè)值均為null 都不會(huì)引發(fā) NullPointerException。相反，如果使用equals方法，將拋出 NullPointerException：

if(testPz.getStatus().equals(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED));  if(testPz.getStatus() == Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);

對(duì)于編譯時(shí)安全性，我們看另一個(gè)示例，兩個(gè)不同枚舉類型進(jìn)行比較，使用equal方法比較結(jié)果確定為true，因?yàn)間etStatus方法的枚舉值與另一個(gè)類型枚舉值一致，但邏輯上應(yīng)該為false。這個(gè)問題可以使用==操作符避免。因?yàn)榫幾g器會(huì)表示類型不兼容錯(cuò)誤：

if(testPz.getStatus().equals(TestColor.GREEN));  if(testPz.getStatus() == TestColor.GREEN);

4、在 switch 語句中使用枚舉類型

public int getDeliveryTimeInDays() {      switch (status) {          case ORDERED: return 5;          case READY: return 2;          case DELIVERED: return 0;      }      return 0;  }

5、枚舉類型的屬性,方法和構(gòu)造函數(shù)

  “    文末有我(JavaGuide)的補(bǔ)充?！?/p>

你可以通過在枚舉類型中定義屬性,方法和構(gòu)造函數(shù)讓它變得更加強(qiáng)大。

下面，讓我們擴(kuò)展上面的示例，實(shí)現(xiàn)從比薩的一個(gè)階段到另一個(gè)階段的過渡，并了解如何擺脫之前使用的if語句和switch語句：

public class Pizza {      private PizzaStatus status;      public enum PizzaStatus {          ORDERED (5){              @Override              public boolean isOrdered() {                  return true;              }          },          READY (2){              @Override              public boolean isReady() {                  return true;              }          },          DELIVERED (0){              @Override              public boolean isDelivered() {                  return true;              }          };          private int timeToDelivery;          public boolean isOrdered() {return false;}          public boolean isReady() {return false;}          public boolean isDelivered(){return false;}          public int getTimeToDelivery() {              return timeToDelivery;          }          PizzaStatus (int timeToDelivery) {              this.timeToDelivery = timeToDelivery;          }      }     public boolean isDeliverable() {          return this.status.isReady();     }      public void printTimeToDeliver() {          System.out.println("Time to delivery is " +            this.getStatus().getTimeToDelivery());      }        // Methods that set and get the status variable.  }

下面這段代碼展示它是如何 work 的：

@Test  public void givenPizaOrder_whenReady_thenDeliverable() {      Pizza testPz = new Pizza();      testPz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);      assertTrue(testPz.isDeliverable());  }

6、EnumSet and EnumMap

6.1. EnumSet

EnumSet 是一種專門為枚舉類型所設(shè)計(jì)的 Set 類型。

與HashSet相比，由于使用了內(nèi)部位向量表示，因此它是特定 Enum 常量集的非常有效且緊湊的表示形式。

它提供了類型安全的替代方法，以替代傳統(tǒng)的基于int的“位標(biāo)志”，使我們能夠編寫更易讀和易于維護(hù)的簡潔代碼。

EnumSet 是抽象類，其有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)：RegularEnumSet 、JumboEnumSet，選擇哪一個(gè)取決于實(shí)例化時(shí)枚舉中常量的數(shù)量。

在很多場(chǎng)景中的枚舉常量集合操作（如：取子集、增加、刪除、containsAll和removeAll批操作）使用EnumSet非常合適；如果需要迭代所有可能的常量則使用Enum.values()。

public class Pizza {      private static EnumSet<PizzaStatus> undeliveredPizzaStatuses =        EnumSet.of(PizzaStatus.ORDERED, PizzaStatus.READY);      private PizzaStatus status;      public enum PizzaStatus {          ...      }      public boolean isDeliverable() {          return this.status.isReady();      }      public void printTimeToDeliver() {          System.out.println("Time to delivery is " +            this.getStatus().getTimeToDelivery() + " days");     }      public static List<Pizza> getAllUndeliveredPizzas(List<Pizza> input) {          return input.stream().filter(            (s) -> undeliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus()))              .collect(Collectors.toList());      }      public void deliver() {          if (isDeliverable()) {              PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy()                .deliver(this);              this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED);          }      }       // Methods that set and get the status variable.  }

下面的測(cè)試演示了展示了 EnumSet 在某些場(chǎng)景下的強(qiáng)大功能：

@Test  public void givenPizaOrders_whenRetrievingUnDeliveredPzs_thenCorrectlyRetrieved() {      List<Pizza> pzList = new ArrayList<>();      Pizza pz1 = new Pizza();      pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);      Pizza pz2 = new Pizza();      pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);      Pizza pz3 = new Pizza();      pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);      Pizza pz4 = new Pizza();      pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);      pzList.add(pz1);      pzList.add(pz2);      pzList.add(pz3);      pzList.add(pz4);      List<Pizza> undeliveredPzs = Pizza.getAllUndeliveredPizzas(pzList);      assertTrue(undeliveredPzs.size() == 3);  }

6.2. EnumMap

EnumMap是一個(gè)專門化的映射實(shí)現(xiàn)，用于將枚舉常量用作鍵。與對(duì)應(yīng)的 HashMap 相比，它是一個(gè)高效緊湊的實(shí)現(xiàn)，并且在內(nèi)部表示為一個(gè)數(shù)組:

EnumMap<Pizza.PizzaStatus, Pizza> map;

讓我們快速看一個(gè)真實(shí)的示例，該示例演示如何在實(shí)踐中使用它：

public static EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>>    groupPizzaByStatus(List<Pizza> pizzaList) {      EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>> pzByStatus =        new EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>>(PizzaStatus.class);       for (Pizza pz : pizzaList) {          PizzaStatus status = pz.getStatus();          if (pzByStatus.containsKey(status)) {              pzByStatus.get(status).add(pz);          } else {              List<Pizza> newnewPzList = new ArrayList<Pizza>();              newPzList.add(pz);              pzByStatus.put(status, newPzList);          }      }      return pzByStatus;  }

下面的測(cè)試演示了展示了 EnumMap 在某些場(chǎng)景下的強(qiáng)大功能：

@Test  public void givenPizaOrders_whenGroupByStatusCalled_thenCorrectlyGrouped() {      List<Pizza> pzList = new ArrayList<>();      Pizza pz1 = new Pizza();      pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);      Pizza pz2 = new Pizza();      pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);      Pizza pz3 = new Pizza();      pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);      Pizza pz4 = new Pizza();      pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);      pzList.add(pz1);      pzList.add(pz2);      pzList.add(pz3);      pzList.add(pz4);      EnumMap<Pizza.PizzaStatus,List<Pizza>> map = Pizza.groupPizzaByStatus(pzList);      assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED).size() == 1);      assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.ORDERED).size() == 2);      assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.READY).size() == 1);  }

7、通過枚舉實(shí)現(xiàn)一些設(shè)計(jì)模式

7.1 單例模式

通常，使用類實(shí)現(xiàn) Singleton 模式并非易事，枚舉提供了一種實(shí)現(xiàn)單例的簡便方法。

《Effective Java 》和《Java與模式》都非常推薦這種方式，使用這種方式方式實(shí)現(xiàn)枚舉可以有什么好處呢？

《Effective Java》

  “    這種方法在功能上與公有域方法相近，但是它更加簡潔，無償提供了序列化機(jī)制，絕對(duì)防止多次實(shí)例化，即使是在面對(duì)復(fù)雜序列化或者反射攻擊的時(shí)候。雖然這種方法還沒有廣泛采用，但是單元素的枚舉類型已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn) Singleton的最佳方法。—-《Effective Java 中文版 第二版》”

《Java與模式》

  “    《Java與模式》中，作者這樣寫道，使用枚舉來實(shí)現(xiàn)單實(shí)例控制會(huì)更加簡潔，而且無償?shù)靥峁┝诵蛄谢瘷C(jī)制，并由JVM從根本上提供保障，絕對(duì)防止多次實(shí)例化，是更簡潔、高效、安全的實(shí)現(xiàn)單例的方式?！?/p>

下面的代碼段顯示了如何使用枚舉實(shí)現(xiàn)單例模式：

public enum PizzaDeliverySystemConfiguration {      INSTANCE;      PizzaDeliverySystemConfiguration() {          // Initialization configuration which involves          // overriding defaults like delivery strategy      }      private PizzaDeliveryStrategy deliveryStrategy = PizzaDeliveryStrategy.NORMAL;      public static PizzaDeliverySystemConfiguration getInstance() {          return INSTANCE;      }      public PizzaDeliveryStrategy getDeliveryStrategy() {          return deliveryStrategy;      }  }

如何使用呢？請(qǐng)看下面的代碼：

PizzaDeliveryStrategy deliveryStrategy = PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy();

通過 PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance() 獲取的就是單例的 PizzaDeliverySystemConfiguration

7.2 策略模式

通常，策略模式由不同類實(shí)現(xiàn)同一個(gè)接口來實(shí)現(xiàn)的。

這也就意味著添加新策略意味著添加新的實(shí)現(xiàn)類。使用枚舉，可以輕松完成此任務(wù)，添加新的實(shí)現(xiàn)意味著只定義具有某個(gè)實(shí)現(xiàn)的另一個(gè)實(shí)例。

下面的代碼段顯示了如何使用枚舉實(shí)現(xiàn)策略模式：

public enum PizzaDeliveryStrategy {      EXPRESS {          @Override          public void deliver(Pizza pz) {              System.out.println("Pizza will be delivered in express mode");          }      },      NORMAL {          @Override          public void deliver(Pizza pz) {              System.out.println("Pizza will be delivered in normal mode");          }      };     public abstract void deliver(Pizza pz);  }

給 Pizza增加下面的方法：

public void deliver() {      if (isDeliverable()) {          PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy()            .deliver(this);          this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED);      }  }

如何使用呢？請(qǐng)看下面的代碼：

@Test  public void givenPizaOrder_whenDelivered_thenPizzaGetsDeliveredAndStatusChanges() {      Pizza pz = new Pizza();      pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);      pz.deliver();      assertTrue(pz.getStatus() == Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);  }

8、Java 8 與枚舉

Pizza 類可以用Java 8重寫，您可以看到方法 lambda 和Stream API如何使 getAllUndeliveredPizzas（）和groupPizzaByStatus（）方法變得如此簡潔：

getAllUndeliveredPizzas（）: public static List<Pizza> getAllUndeliveredPizzas(List<Pizza> input) {      return input.stream().filter(        (s) -> !deliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus()))          .collect(Collectors.toList());  }

groupPizzaByStatus（） :

public static EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>>    groupPizzaByStatus(List<Pizza> pzList) {      EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>> map = pzList.stream().collect(        Collectors.groupingBy(Pizza::getStatus,        () -> new EnumMap<>(PizzaStatus.class), Collectors.toList()));      return map;  }

9、Enum 類型的 JSON 表現(xiàn)形式

使用Jackson庫，可以將枚舉類型的JSON表示為POJO。下面的代碼段顯示了可以用于同一目的的Jackson批注：

@JsonFormat(shape = JsonFormat.Shape.OBJECT)  public enum PizzaStatus {      ORDERED (5){          @Override          public boolean isOrdered() {              return true;          }      },      READY (2){          @Override          public boolean isReady() {              return true;          }      },      DELIVERED (0){          @Override          public boolean isDelivered() {              return true;          }      };     private int timeToDelivery;      public boolean isOrdered() {return false;}      public boolean isReady() {return false;}      public boolean isDelivered(){return false;}      @JsonProperty("timeToDelivery")      public int getTimeToDelivery() {          return timeToDelivery;      }      private PizzaStatus (int timeToDelivery) {          this.timeToDelivery = timeToDelivery;      }  }

我們可以按如下方式使用 Pizza 和 PizzaStatus：

Pizza pz = new Pizza();  pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);  System.out.println(Pizza.getJsonString(pz));

生成 Pizza 狀態(tài)以以下JSON展示：

{    "status" : {      "timeToDelivery" : 2,      "ready" : true,      "ordered" : false,      "delivered" : false    },    "deliverable" : true  }

有關(guān)枚舉類型的JSON序列化/反序列化（包括自定義）的更多信息，請(qǐng)參閱Jackson-將枚舉序列化為JSON對(duì)象。

到此，相信大家對(duì)“怎么用好Java中的枚舉”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！