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好好学java

发布日期: 2021-04-04

作者: 欧阳思海

文章字数: 3.6k

阅读时长: 14 分

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原文链接：blog.ouyangsihai.cn >> java基础(十一) 枚举类型

枚举类型Enum的简介

1.什么是枚举类型

枚举类型：就是由一组具有名的值的有限集合组成新的类型。(即新的类)。

好像还是不懂，别急，咱们先来看一下 为什么要引入枚举类型

在没有引入枚举类型前，当我们想要维护一组常量集合时，我们是这样做的，看下面的例子：


class FavouriteColor_class{
    public static final  int RED   = 1;
    public static final  int BLACK = 3;
    public static final  int GREEN = 2;
    public static final  int BLUE  = 4;
    public static final  int WHITE = 5;
    public static final  int BROWN = 6;
}

当我们有枚举类型后，便可以简写成：


//枚举类型
public enum FavouriteColor {
    //枚举成员
    RED,GREEN,BLACK,BLUE,WHITE,BROWN
}

是不是很简单，很清晰。这样就可以省掉大量重复的代码，使得代码更加易于维护。

现在有点明白枚举类型的定义了吧！在说的再仔细一点，就是 使用关键字enum来用一组由常量组成的有限集合来创建一个新的class类。至于新的class类型，请继续往下看。

二、深入分析枚举的特性与实现原理

上面仅仅简单地介绍了枚举类型的最简单的用法，下面我们将逐步深入，掌握枚举类型的复杂的用法，以及其原理。

1. 枚举成员

上面的枚举类FavouriteColor里面的成员便都是枚举成员，换句话说，枚举成员就是枚举类中，没有任何类型修饰，只有变量名，也不能赋值的成员。

到这里还是对枚举成员很疑惑,我们先将上面的例子进行反编译一下：


public final class FavouriteColor extends Enum {<!-- -->

    public static final FavouriteColor RED;
    public static final FavouriteColor GREEN;
    public static final FavouriteColor BLACK;
    public static final FavouriteColor BLUE;
    public static final FavouriteColor WHITE;
    public static final FavouriteColor BROWN;
}

从反编译的结果可以看出，枚举成员都被处理成 public static final 的静态枚举常量。即上面例子的枚举成员都是枚举类FavouriteColor 的实例。

2. 为枚举类型添加方法、构造器、非枚举的成员

枚举类型在添加方法、构造器、非枚举成员时，与普通类是没有多大的区别，除了以下几个限制：

枚举成员必须是最先声明，且只能用一行声明（相互间以逗号隔开，分号结束声明）。- 构造器的访问权限只能是private（可以不写，默认强制是private），不能是public、protected。
```
public enum FavouriteColor {
//枚举成员
RED, GREEN(2), BLACK(3), BLUE, WHITE, BROWN;// 必须要有分号

// 非枚举类型的成员
private int colorValue;
public int aa;
// 静态常量也可以
public static final int cc = 2;

//无参构造器
private FavouriteColor() {

}
```
 //有参构造器
```
FavouriteColor(int colorValue) {
this.colorValue = colorValue;
}

//方法
public void print() {
System.out.println(cc);
}

}



可以看出，我们其实是可以使用Eunm类型做很多事情，虽然，我们一般只使用普通的枚举类型。

仔细看一下所有的枚举成员，我们会发现`GREEN(2)`, `BLACK(3)` 这两个枚举成员有点奇怪！其实也很简答，前面说了，枚举成员其实就是枚举类型的实例，所以，`GREEN(2)`, `BLACK(3)` 就是指明了用带参构造器，并传入参数，即可以理解成 `FavouriteColor GREEN = new FavouriteColor(2)`。其他几个枚举类型则表示使用无参构造器来创建对象。( 事实上，编译器会重新创建每个构造器，为每个构造器多加两个参数)。

## 3. 包含抽象方法的枚举类型

枚举类型也是允许包含抽象方法的（除了几个小限制外，枚举类几乎与普通类一样），那么包含抽象方法的枚举类型的枚举成员是怎么样的，编译器又是怎么处理的？

我们知道，上面的例子 FavouriteColor 类经过反编译后得到的类是一个继承了Enum的final类：

public final class FavouriteColor extends Enum



那么包含抽象方法的枚举类型是不是也是被编译器处理成 final类，如果是这样，那有怎么被子类继承呢？ 还是处理成 abstract 类呢？

我们看个包含抽象方法的枚举类的例子，Fruit 类中有三种水果，希望能为每种水果输出对应的信息：

public enum Frutit {


APPLE {
    @Override
    public void printFruitInfo() {
       System.out.println("This is apple");
    }
},BANANA {
    @Override
    public void printFruitInfo() {
        System.out.println("This is apple");
    }
},WATERMELON {
    @Override
    public void printFruitInfo() {
        System.out.println("This is apple");
    }
};
//抽象方法
public abstract void printFruitInfo();

public static void main(String[] arg) {
    Frutit.APPLE.printFruitInfo();
}

}



运行结果：

>  
 This is apple 


对于上面的枚举成员的形式也很容易理解，因为枚举成员是一个枚举类型的实例，上面的这种形式就是一种匿名内部类的形式，即每个枚举成员的创建可以理解成：


BANANA = new Frutit("BANANA", 1) {<!-- -->//此构造器是编译器生成的，下面会说

    public void printFruitInfo() {<!-- -->//匿名内部类的抽象方法实现。

        System.out.println("This is apple");
    }
};



事实上，编译器确实就是这样处理的，即上面的例子中，创建了三个匿名内部类，同时也会多创建三个class文件.

最后，我们反编译一下fruit类，看fruit类的定义：

public abstract class Frutit extends Enum



Fruit类被处理成抽象类，所以可以说，**枚举类型经过编译器的处理，含抽象方法的将被处理成抽象类，否则处理成final类**。

## 4. 枚举类型的父类 – Enum

  每一个枚举类型都继承了Enum，所以是很有必要来了解一下Enum；

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
implements Comparable<E>, Serializable {

//枚举成员的名称
private final String name;
//枚举成员的顺序，是按照定义的顺序，从0开始
private final int ordinal;

//构造方法
protected Enum(String name, int ordinal) {
this.name = name;
this.ordinal = ordinal;
}

public final int ordinal() {//返回枚举常量的序数
return ordinal;
}
}

public final String name() {//返回此枚举常量的名称，在其枚举声明中对其进行声明。
return name;
}

public final boolean equals(Object other) {
return this==other;//比较地址
}

public final int hashCode() {
return super.hashCode();
}

public final int compareTo(E o) {//返回枚举常量的序数
//是按照次序 ordinal来比较的
}

public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType, String name) { }

public String toString() {
return name;
}



以上都是一些可能会用到的方法，我们从上面可以发现两个有趣的地方：
- **Enum类实现了 Serializable 接口**，也就是说可以枚举类型可以进行序列化。- **Enum的几乎所有方法都是final方法**，也就是说，枚举类型只能重写toString()方法，其他方法不能重写，连hashcode()、equal()等方法也不行。
## 5. 真正掌握枚举类型的原理

  上面说了这么多，都是片面地、简单地理解了枚举类型，但还没有完全掌握枚举类型的本质，有了上面的基础，我们将如鱼得水。

想要真正理解枚举类型的本质，就得了解编译器是如何处理枚举类型的，也就是老办法 – 反编译。这次看一个完整的反编译代码，先看一个例子：

public enum Fruit {


APPLE ,BANANA ,WATERMELON ;

private int value;

private Fruit() {<!-- -->//默认构造器
   this.value = 0;   
} 

private Fruit(int value) {<!-- -->//带参数的构造器
    this.value = value;
}

}



反编译的结果：

public final class Fruit extends Enum {

//3个枚举成员实例
public static final Fruit APPLE;
public static final Fruit BANANA;
public static final Fruit WATERMELON;
private int value;//普通变量
private static final Fruit ENUM$VALUES[];//存储枚举常量的枚举数组


static {<!-- -->//静态域，初始化枚举常量，枚举数组
    APPLE = new Fruit("APPLE", 0);
    BANANA = new Fruit("BANANA", 1);
    WATERMELON = new Fruit("WATERMELON", 2);
    ENUM$VALUES = (new Fruit[]{APPLE, BANANA, WATERMELON});
}

private Fruit(String s, int i) {<!-- -->//编译器改造了默认构造器
    super(s, i);
    value = 0;
}

private Fruit(String s, int i, int value) {<!-- -->//编译器改造了带参数的构造器
    super(s, i);
    this.value = value;
}

public static Fruit[] values() {<!-- -->//编译器添加了静态方法values()
    Fruit afruit[];
    int i;
    Fruit afruit1[];
    System.arraycopy(afruit = ENUM$VALUES, 0, afruit1 = new Fruit[i = afruit.length], 0, i);
    return afruit1;
}

public static Fruit valueOf(String s) {<!-- -->//编译器添加了静态方法valueOf()
    return (Fruit) Enum.valueOf(Test_2018_1_16 / Fruit, s);
}

}



  从反编译的结果可以看出，编译器为我们创建出来的枚举类做了很多工作：

**- 对枚举成员的处理**    编译器对所有的枚举成员处理成`public static final`的枚举常量，并在静态域中进行初始化。  **- 构造器**    编译器重新定义了构造器，不仅为每个构造器都增加了两个参数，还添加父类了的构造方法调用。  **- 添加了两个类方法**     编译器为枚举类添加了 `values()` 和 `valueOf()`。`values()`方法返回一个枚举类型的数组，可用于遍历枚举类型。`valueOf()`方法也是新增的，而且是重载了父类的`valueOf()`方法

**注意了**： 正因为枚举类型的真正构造器是再编译时才生成的，所以我们没法创建枚举类型的实例，以及继承扩展枚举类型（即使是被处理成abstract类）。枚举类型的实例只能由编译器来处理创建

### 三、 枚举类型的使用

## 1. switch


Fruit fruit = Fruit.APPLE;

switch (fruit) {
case APPLE:
    System.out.println("APPLE");
    break;
case BANANA:
    System.out.println("BANANA");
    break;
case WATERMELON:
    System.out.println("WATERMELON");
    break;
}



## 2. 实现接口

  实现接口就不多说了。枚举类型继承了Enum类，所以不能再继承其他类，但可以实现接口。

## 3. 使用接口组织枚举

前面说了，**枚举类型是无法被子类继承扩展的**，这就造成无法满足以下两种情况的需求：
- 希望扩展原来的枚举类型中的元素；- 希望使用子类对枚举类型中的元素进行分组；
看一个例子：对食物进行分类，大类是 Food,Food下面有好几种食物类别，类别上才是具体的食物；

public interface Food {


enum Appetizer implements Food {
    SALAD, SOUP, SPRING_ROLLS
}

enum Coffee implements Food {
    BLACK_COFFEE, DECAF_COFFEE, ESPERSSO, TEA;
}

enum Dessert implements Food {
    FRUIT, GELATO, TIRAMISU;
}

}



接口Food作为一个大类，3种枚举类型做为接口的子类；Food管理着这些枚举类型。**对于枚举而言，实现接口是使其子类化的唯一办法**，所以嵌套在Food中的每个枚举类都实现了Food接口。从而“所有这东西都是某种类型的Food”。

Food food = Food.Coffee.ESPERSSO;//ESPERSSO不仅是coffee,也属于大类Food，达到分类的效果



## 4. 使用枚举来实现单例模式

对于序列化和反序列化，因为每一个枚举类型和枚举变量在JVM中都是唯一的，即Java在序列化和反序列化枚举时做了特殊的规定，枚举的writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法是被编译器禁用的，因此，**对于枚举单例，是不存在实现序列化接口后调用readObject会破坏单例的问题**。所以，枚举单例是单利模式的最佳实现方式。

public enum EnumSingletonDemo {


SINGLETON;

//其他方法、成员等
public int otherMethod() {
    return 0;
}

}



单例的使用方式：

int a = EnumSingletonDemo.SINGLETON.otherMethod();



### 四、EnumSet、EnumMap

  此处只是简单地介绍这两个类的使用，并不深入分析其实现原理。

## 1、EnumSet

EnumSet是一个抽象类，继承了`AbstractSet`类，其本质上就是一个Set**。只不过，Enumset是要与枚举类型一起使用的专用 Set 实现。枚举 set 中所有键都必须来自单个枚举类型，该枚举类型在创建 set 时显式或隐式地指定**。

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



尽管JDK没有提供`EnumSet`的实现子类，但是`EnumSet`新增的方法都是static方法，而且这些方法都是用来创建一个EnumSet的对象。因此可以看做是一个对枚举中的元素进行操作的Set，而且性能也很高。看下面的例子：

public static void main(String[] args) {
//创建对象，并指定EnumSet存储的枚举类型
EnumSet<FavouriteColor> set = EnumSet.allOf(FavouriteColor.class);
//移除枚举元素
set.remove(FavouriteColor.BLACK);
set.remove(FavouriteColor.BLUE);
for(FavouriteColor color : set) {//遍历set
System.out.println(color);
}
}



**运行结果：**

>  
 RED  GREEN  WHITE  BROWN 


EnumSet不支持同步访问。实现线程安全的方式是：

Set<MyEnum> s = Collections.synchronizedSet(EnumSet.noneOf(MyEnum.class));



## 2. EnumMap

`EnumMap`是一个类，同样也是**与枚举类型键一起使用的专用 Map 实现。枚举映射中所有键都必须来自单个枚举类型，该枚举类型在创建映射时显式或隐式地指定。枚举映射在内部表示为数组。此表示形式非常紧凑且高效。**

public class EnumMap<K extends Enum<K>, V> extends AbstractMap<K, V>



简单使用的例子：

public static void main(String[] args) {


EnumMap&lt; FavouriteColor,Integer&gt; map = new EnumMap&lt;&gt;(FavouriteColor.class); 
map.put(FavouriteColor.BLACK,1 );
map.put(FavouriteColor.BLUE, 2);
map.put(FavouriteColor.BROWN, 3);

System.out.println(map.get(FavouriteColor.BLACK));

}



同样，防止意外的同步操作：


 Map&lt;EnumKey, V&gt; m
     = Collections.synchronizedMap(new EnumMap&lt;EnumKey, V&gt;(...));

```

总结：

枚举类型继承于Enum类，所以只能用实现接口，不能再继承其他类。- 枚举类型会编译器处理成抽象类（含抽象方法）或 final类。- 枚举成员都是public static final 的枚举实例常量。枚举成员必须是最先声明,且只能声明一行（逗号隔开，分号结束）。- 构造方法必须是 private，如果定义了有参的构造器，就要注意枚举成员的声明。没有定义构造方法时，编译器为枚举类自动添加的是一个带两个参数的构造方法,并不是无参构造器。- 编译器会为枚举类添加 values() 和 valueOf()两个方法。- 没有抽象方法的枚举类，被编译器处理成 final 类。如果是包含抽象方法的枚举类则被处理成抽象abstract类。- Enum实现了Serializable接口，并且几乎所有方法都是 final方法

作者：jinggod 出处：

原文地址：https://sihai.blog.csdn.net/article/details/79434277

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