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java枚举（enum）详解（JAVA之枚举Enum）

citgpt 2024-10-22 15:35 4 浏览 0 评论

Java 枚举

知识点

枚举.png

概念

enum 的全称为 enumeration，是 JDK 1.5 中引入的新特性。

在Java中，被 enum 关键字修饰的类型就是枚举类型。形式如下：

enum Color { RED, GREEN, BLUE }

如果枚举不添加任何方法，枚举值默认为从0开始的有序数值。以 Color 枚举类型举例，它的枚举常量依次为 RED：0，GREEN：1，BLUE：2。

枚举的好处：可以将常量组织起来，统一进行管理。

枚举的典型应用场景：错误码、状态机等。

枚举类型的本质

尽管 enum 看起来像是一种新的数据类型，事实上，enum是一种受限制的类，并且具有自己的方法。

创建enum时，编译器会为你生成一个相关的类，这个类继承自 java.lang.Enum。

java.lang.Enum类声明

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>

implements Comparable<E>, Serializable { ... }

枚举的方法

在enum中，提供了一些基本方法：

values()：返回 enum 实例的数组，而且该数组中的元素严格保持在 enum 中声明时的顺序。

name()：返回实例名。

ordinal()：返回实例声明时的次序，从0开始。

getDeclaringClass()：返回实例所属的 enum 类型。

equals() ：判断是否为同一个对象。

可以使用 == 来比较enum实例。

此外，java.lang.Enum实现了Comparable和 Serializable 接口，所以也提供 compareTo() 方法。

例：展示enum的基本方法

public class EnumMethodDemo {

enum Color {RED, GREEN, BLUE;}

enum Size {BIG, MIDDLE, SMALL;}

public static void main(String args[]) {

System.out.println("=========== Print all Color ===========");

for (Color c : Color.values()) {

System.out.println(c + " ordinal: " + c.ordinal());

}

System.out.println("=========== Print all Size ===========");

for (Size s : Size.values()) {

System.out.println(s + " ordinal: " + s.ordinal());

}

Color green = Color.GREEN;

System.out.println("green name(): " + green.name());

System.out.println("green getDeclaringClass(): " + green.getDeclaringClass());

System.out.println("green hashCode(): " + green.hashCode());

System.out.println("green compareTo Color.GREEN: " + green.compareTo(Color.GREEN));

System.out.println("green equals Color.GREEN: " + green.equals(Color.GREEN));

System.out.println("green equals Size.MIDDLE: " + green.equals(Size.MIDDLE));

System.out.println("green equals 1: " + green.equals(1));

System.out.format("green == Color.BLUE: %b\n", green == Color.BLUE);

}

Color green = Color.GREEN;

System.out.println("green name(): " + green.name());

System.out.println("green getDeclaringClass(): " + green.getDeclaringClass());

System.out.println("green hashCode(): " + green.hashCode());

System.out.println("green compareTo Color.GREEN: " + green.compareTo(Color.GREEN));

System.out.println("green equals Color.GREEN: " + green.equals(Color.GREEN));

System.out.println("green equals Size.MIDDLE: " + green.equals(Size.MIDDLE));

System.out.println("green equals 1: " + green.equals(1));

System.out.format("green == Color.BLUE: %b\n", green == Color.BLUE);

}

输出

=========== Print all Color ===========

RED ordinal: 0

GREEN ordinal: 1

BLUE ordinal: 2

=========== Print all Size ===========

BIG ordinal: 0

MIDDLE ordinal: 1

SMALL ordinal: 2

green name(): GREEN

green getDeclaringClass(): class org.zp.javase.enumeration.EnumDemo$Color

green hashCode(): 460141958

green compareTo Color.GREEN: 0

green equals Color.GREEN: true

green equals Size.MIDDLE: false

green equals 1: false

green == Color.BLUE: false

枚举的特性

枚举的特性，归结起来就是一句话：

除了不能继承，基本上可以将 enum 看做一个常规的类。

但是这句话需要拆分去理解，让我们细细道来。

枚举可以添加方法

在概念章节提到了，枚举值默认为从0开始的有序数值。那么问题来了：如何为枚举显示的赋值。

Java 不允许使用 = 为枚举常量赋值

如果你接触过C/C++，你肯定会很自然的想到赋值符号 = 。在C/C++语言中的enum，可以用赋值符号=显示的为枚举常量赋值；但是，很遗憾，Java 语法中却不允许使用赋值符号 = 为枚举常量赋值。

例：C/C++ 语言中的枚举声明

typedef enum{

ONE = 1,

TWO,

THREE = 3,

TEN = 10

} Number;

枚举可以添加普通方法、静态方法、抽象方法、构造方法

Java 虽然不能直接为实例赋值，但是它有更优秀的解决方案：为 enum 添加方法来间接实现显示赋值。

创建 enum 时，可以为其添加多种方法，甚至可以为其添加构造方法。

注意一个细节：如果要为enum定义方法，那么必须在enum的最后一个实例尾部添加一个分号。此外，在enum中，必须先定义实例，不能将字段或方法定义在实例前面。否则，编译器会报错。

例：全面展示如何在枚举中定义普通方法、静态方法、抽象方法、构造方法

public enum ErrorCode {

OK(0) {

public String getDescription() {

return "成功";

}

ERROR_A(100) {

public String getDescription() {

return "错误A";

}

ERROR_B(200) {

public String getDescription() {

return "错误B";

}

};

private int code;

// 构造方法：enum的构造方法只能被声明为private权限或不声明权限

private ErrorCode(int number) { // 构造方法

this.code = number;

}

public int getCode() { // 普通方法

return code;

} // 普通方法

public abstract String getDescription(); // 抽象方法

public static void main(String args[]) { // 静态方法

for (ErrorCode s : ErrorCode.values()) {

System.out.println("code: " + s.getCode() + ", description: " + s.getDescription());

}

private int code;

// 构造方法：enum的构造方法只能被声明为private权限或不声明权限

this.code = number;

}

return code;

} // 普通方法

for (ErrorCode s : ErrorCode.values()) {

System.out.println("code: " + s.getCode() + ", description: " + s.getDescription());

}

注：上面的例子并不可取，仅仅是为了展示枚举支持定义各种方法。下面是一个简化的例子

例：一个错误码枚举类型的定义

本例和上例的执行结果完全相同。

public enum ErrorCodeEn {

OK(0, "成功"),

ERROR_A(100, "错误A"),

ERROR_B(200, "错误B");

ErrorCodeEn(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

public int getCode() {

return code;

}

public String getDescription() {

return description;

}

for (ErrorCodeEn s : ErrorCodeEn.values()) {

System.out.println("code: " + s.getCode() + ", description: " + s.getDescription());

}

ErrorCodeEn(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

public int getCode() {

return code;

}

public String getDescription() {

return description;

}

for (ErrorCodeEn s : ErrorCodeEn.values()) {

System.out.println("code: " + s.getCode() + ", description: " + s.getDescription());

}

枚举可以实现接口

enum 可以像一般类一样实现接口。

同样是实现上一节中的错误码枚举类，通过实现接口，可以约束它的方法。

public interface INumberEnum {

int getCode();

String getDescription();

}

public enum ErrorCodeEn2 implements INumberEnum {

OK(0, "成功"),

ERROR_A(100, "错误A"),

ERROR_B(200, "错误B");

ErrorCodeEn2(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

@Override

public int getCode() {

return code;

}

@Override

public String getDescription() {

return description;

}

ErrorCodeEn2(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

@Override

public int getCode() {

return code;

}

@Override

public String getDescription() {

return description;

}

枚举不可以继承

enum 不可以继承另外一个类，当然，也不能继承另一个 enum 。

因为 enum 实际上都继承自 java.lang.Enum 类，而 Java 不支持多重继承，所以 enum 不能再继承其他类，当然也不能继承另一个 enum。

枚举的应用场景

组织常量

在JDK1.5 之前，在Java中定义常量都是public static final TYPE a; 这样的形式。有了枚举，你可以将有关联关系的常量组织起来，使代码更加易读、安全，并且还可以使用枚举提供的方法。

枚举声明的格式

注：如果枚举中没有定义方法，也可以在最后一个实例后面加逗号、分号或什么都不加。

下面三种声明方式是等价的：

enum Color { RED, GREEN, BLUE }

enum Color { RED, GREEN, BLUE, }

enum Color { RED, GREEN, BLUE; }

switch 状态机

我们经常使用switch语句来写状态机。JDK7以后，switch已经支持 int、char、String、enum 类型的参数。这几种类型的参数比较起来，使用枚举的switch代码更具有可读性。

enum Signal {RED, YELLOW, GREEN}

public static String getTrafficInstruct(Signal signal) {

String instruct = "信号灯故障";

switch (signal) {

case RED:

instruct = "红灯停";

break;

case YELLOW:

instruct = "黄灯请注意";

break;

case GREEN:

instruct = "绿灯行";

break;

default:

break;

}

return instruct;

}

组织枚举

可以将类型相近的枚举通过接口或类组织起来。

但是一般用接口方式进行组织。

原因是：Java接口在编译时会自动为enum类型加上public static修饰符；Java类在编译时会自动为 enum 类型加上static修饰符。看出差异了吗？没错，就是说，在类中组织 enum，如果你不给它修饰为 public，那么只能在本包中进行访问。

例：在接口中组织 enum

public interface Plant {

enum Vegetable implements INumberEnum {

POTATO(0, "土豆"),

TOMATO(0, "西红柿");

Vegetable(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

@Override

public int getCode() {

return 0;

}

@Override

public String getDescription() {

return null;

}

enum Fruit implements INumberEnum {

APPLE(0, "苹果"),

ORANGE(0, "桔子"),

BANANA(0, "香蕉");

Fruit(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

@Override

public int getCode() {

return 0;

}

@Override

public String getDescription() {

return null;

}

Vegetable(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

@Override

public int getCode() {

return 0;

}

@Override

public String getDescription() {

return null;

}

enum Fruit implements INumberEnum {

APPLE(0, "苹果"),

ORANGE(0, "桔子"),

BANANA(0, "香蕉");

Fruit(int number, String description) {

this.code = number;

this.description = description;

}

private int code;

private String description;

@Override

public int getCode() {

return 0;

}

@Override

public String getDescription() {

return null;

}

例：在类中组织 enum

本例和上例效果相同。

public class Plant2 {

public enum Vegetable implements INumberEnum {...} // 省略代码

public enum Fruit implements INumberEnum {...} // 省略代码

}

策略枚举

EffectiveJava中展示了一种策略枚举。这种枚举通过枚举嵌套枚举的方式，将枚举常量分类处理。

这种做法虽然没有switch语句简洁，但是更加安全、灵活。

例：EffectvieJava中的策略枚举范例

enum PayrollDay {

MONDAY(PayType.WEEKDAY), TUESDAY(PayType.WEEKDAY), WEDNESDAY(

PayType.WEEKDAY), THURSDAY(PayType.WEEKDAY), FRIDAY(PayType.WEEKDAY), SATURDAY(

PayType.WEEKEND), SUNDAY(PayType.WEEKEND);

private final PayType payType;

PayrollDay(PayType payType) {

this.payType = payType;

}

double pay(double hoursWorked, double payRate) {

return payType.pay(hoursWorked, payRate);

}

// 策略枚举

private enum PayType {

WEEKDAY {

double overtimePay(double hours, double payRate) {

return hours <= HOURS_PER_SHIFT ? 0 : (hours - HOURS_PER_SHIFT)

* payRate / 2;

}

WEEKEND {

return hours * payRate / 2;

}

};

private static final int HOURS_PER_SHIFT = 8;

abstract double overtimePay(double hrs, double payRate);

double basePay = hoursWorked * payRate;

return basePay + overtimePay(hoursWorked, payRate);

}

private final PayType payType;

PayrollDay(PayType payType) {

this.payType = payType;

}

return payType.pay(hoursWorked, payRate);

}

// 策略枚举

private enum PayType {

WEEKDAY {

return hours <= HOURS_PER_SHIFT ? 0 : (hours - HOURS_PER_SHIFT)

* payRate / 2;

}

WEEKEND {

return hours * payRate / 2;

}

};

double basePay = hoursWorked * payRate;

return basePay + overtimePay(hoursWorked, payRate);

}

测试

System.out.println("时薪100的人在周五工作8小时的收入：" + PayrollDay.FRIDAY.pay(8.0, 100));

System.out.println("时薪100的人在周六工作8小时的收入：" + PayrollDay.SATURDAY.pay(8.0, 100));

EnumSet和EnumMap

Java 中提供了两个方便操作enum的工具类——EnumSet 和 EnumMap。

EnumSet 是枚举类型的高性能 Set 实现。它要求放入它的枚举常量必须属于同一枚举类型。

EnumMap 是专门为枚举类型量身定做的 Map 实现。虽然使用其它的 Map 实现（如HashMap）也能完成枚举类型实例到值得映射，但是使用 EnumMap 会更加高效：它只能接收同一枚举类型的实例作为键值，并且由于枚举类型实例的数量相对固定并且有限，所以 EnumMap 使用数组来存放与枚举类型对应的值。这使得 EnumMap 的效率非常高。

// EnumSet的使用

System.out.println("EnumSet展示");

EnumSet<ErrorCodeEn> errSet = EnumSet.allOf(ErrorCodeEn.class);

for (ErrorCodeEn e : errSet) {

System.out.println(e.name() + " : " + e.ordinal());

}

// EnumMap的使用

System.out.println("EnumMap展示");

EnumMap<StateMachine.Signal, String> errMap = new EnumMap(StateMachine.Signal.class);

errMap.put(StateMachine.Signal.RED, "红灯");

errMap.put(StateMachine.Signal.YELLOW, "黄灯");

errMap.put(StateMachine.Signal.GREEN, "绿灯");