摘要:枚举 (Enum)是 java 5引入的一种特殊数据类型,它允许我们 预定义一组常量 。在 Java 中,枚举是一种特殊的类,它继承自 java.lang.Enum 类,具有类的所有特性。
枚举 (Enum)是 java 5引入的一种特殊数据类型,它允许我们 预定义一组常量 。在 Java 中,枚举是一种特殊的类,它继承自 java.lang.Enum 类,具有类的所有特性。
为什么需要枚举?
在枚举出现之前,我们通常使用以下方式表示一组常量public class Season { public static final int SPRING = 1; public static final int SUMMER = 2; public static final int AUTUMN = 3; public static final int WINTER = 4;} #技术分享这种方式存在几个问题:
类型系统约束 :枚举变量只能接受特定的枚举常量,传统常量编译时不能校验合法性可读性差 :数字本身没有表达其含义,难以理解无法添加属性或方法难以维护 :如果常量值需要修改,可能影响多处代码枚举解决了这些问题,提供了更安全、更强大的常量表示方式。
这个枚举定义了7个常量,每个都是 Day类型的实例public enum Day { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY}编译器生成的大致等价代码:
public final class Day extends Enum { public static final Day SUNDAY = new Day("SUNDAY", 0); public static final Day MONDAY = new Day("MONDAY", 1); public static final Day TUESDAY = new Day("TUESDAY", 2); public static final Day WEDNESDAY = new Day("WEDNESDAY", 3); public static final Day THURSDAY = new Day("THURSDAY", 4); public static final Day FRIDAY = new Day("FRIDAY", 5); public static final Day SATURDAY = new Day("SATURDAY", 6);private static final Day $VALUES = new Day{ SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY };private Day(String name, int ordinal) { super(name, ordinal); }public static Day values { return $VALUES.clone; }public static Day valueOf(String name) { return Enum.valueOf(Day.class, name); } }实例声明 :枚举实例是类级别的,必须在首行用 逗号分隔 ,若枚举类包含方法/属性,最后一个实例后需加 分号(;)构造函数 :枚举的构造函数 默认且只能是private (即使不写修饰符),防止外部创建新实例属性限制 :属性通常声明为 final (不强求),保证不可变性(枚举实例通常是单例且线程安全的)public enum OrderStatus { PENDING("待支付", 0), PAID("已支付", 1), SHIPPED("已发货", 2), COMPLETED("已完成", 3);private final String desc; private final int code;private OrderStatus(String desc, int code) { this.desc = desc; this.code = code; }private static final Map CODE_TO_ENUM_MAP = new HashMap; static { for (OrderStatus status : OrderStatus.values) { CODE_TO_ENUM_MAP.put(status.getCode, status); } } public static String getDescByCode(int code) { OrderStatus status = CODE_TO_ENUM_MAP.get(code); if (status == null){ throw new IllegalArgumentException("无效的订单状态码: " + code); } return status.getDesc; }public String getDesc { return desc; } public int getCode { return code; } }枚举实例本质是类的 静态常量 ,通过类名直接访问OrderStatus status = OrderStatus.PAID;System.out.println(status.getDesc);System.out.println(status.getCode);编译器生成的大致等价代码:
public final class OrderStatus extends Enum { public static final OrderStatus PENDING = new OrderStatus("PENDING", 0, "待支付", 0); public static final OrderStatus PAID = new OrderStatus("PAID", 1, "已支付", 1); public static final OrderStatus SHIPPED = new OrderStatus("SHIPPED", 2, "已发货", 2); public static final OrderStatus COMPLETED = new OrderStatus("COMPLETED", 3, "已完成", 3); private static final OrderStatus $VALUES = { PENDING, PAID, SHIPPED, COMPLETED }; private final String desc; private final int code; private OrderStatus(String name, int ordinal, String desc, int code) { super(name, ordinal); this.desc = desc; this.code = code; } private static final Map CODE_TO_ENUM_MAP = new HashMap; static { for (OrderStatus status : OrderStatus.values) { CODE_TO_ENUM_MAP.put(status.getCode, status); } } public static String getDescByCode(int code) { OrderStatus status = CODE_TO_ENUM_MAP.get(code); if (status == null){ throw new IllegalArgumentException("无效的订单状态码: " + code); } return status.getDesc; } public String getDesc { return desc; } public int getCode { return code; }public static OrderStatus values { return $VALUES.clone; } public static OrderStatus valueOf(String name) { return Enum.valueOf(OrderStatus.class, name); } }3、枚举的特点枚举常量默认是 public static final 的枚举类隐式继承自 java.lang.Enum枚举不能被继承(因为已经继承了 Enum )枚举构造函数总是私有的(可以 省略private 关键字)枚举可以添加 字段 、 方法 和 构造函数所有枚举都隐式继承自 java.lang.Enum ,因此具有以下方法:
name :返回枚举常量的名称(字符串)ordinal :返回枚举常量的序数( 声明顺序 ,从0开始)toString :默认返回 name, 可重写 提供友好信息equals :比较两个枚举引用是否指向同一个对象(但通常直接用 == 更直观)hashCode :枚举的哈希码实现( 一般不用关心)compareTo(E o) :比较两个枚举常量的序数(一般不用,除非需要排序)valueOf(String name) :通过name字符串获取枚举常量(由编译器生成,不是Enum类的方法)values :返回枚举的所有常量(也是由编译器生成,不是Enum类的方法)示例:
enum Color { RED, GREEN, BLUE }public class EnumDemo { public static void main(String args) { Color c = Color.RED; System.out.println(c.name); System.out.println(c.ordinal); System.out.println(c.toString); for (Color color : Color.values) { System.out.println(color); } Color red = Color.valueOf("RED"); System.out.println(red == Color.RED); } }Java 提供了专门用于枚举的集合实现,位于 java.util 包中:
EnumSet - 高性能的 枚举集合 实现EnumMap - 键为枚举 的高性能Map实现EnumSet 示例:
enum Day { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY}public class EnumSetDemo { public static void main(String args) { EnumSet allDays = EnumSet.allOf(Day.class); System.out.println("所有天: " + allDays); EnumSet noDays = EnumSet.noneOf(Day.class); noDays.add(Day.MONDAY); noDays.add(Day.FRIDAY); System.out.println("工作日: " + noDays); EnumSet weekend = EnumSet.range(Day.SATURDAY, Day.SUNDAY); System.out.println("周末: " + weekend); EnumSet weekdays = EnumSet.complementOf(weekend); System.out.println("工作日: " + weekdays); } }EnumMap 示例:
enum Day { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY}public class EnumMapDemo { public static void main(String args) { EnumMap activityMap = new EnumMap(Day.class); activityMap.put(Day.MONDAY, "上班"); activityMap.put(Day.TUESDAY, "上班"); activityMap.put(Day.WEDNESDAY, "上班"); activityMap.put(Day.THURSDAY, "上班"); activityMap.put(Day.FRIDAY, "上班"); activityMap.put(Day.SATURDAY, "休息"); activityMap.put(Day.SUNDAY, "休息"); for (Day day : Day.values) { System.out.println(day + ": " + activityMap.get(day)); } } }四、枚举实现接口枚举类可以 实现一个或多个接口 ,为所有实例或单个实例 提供统一行为 。这在需要为不同枚举实例定义差异化逻辑时非常有用。
示例:定义支付策略接口:
public interface PaymentStrategy { void pay(double amount);}public enum PaymentMethod implements PaymentStrategy { ALIPAY { @Override public void pay(double amount) { System.out.println("使用支付宝支付:" + amount + "元"); } }, WECHAT_PAY { @Override public void pay(double amount) { System.out.println("使用微信支付:" + amount + "元"); } }, BANK_CARD { @Override public void pay(double amount) { System.out.println("使用银行卡支付:" + amount + "元"); } }; }使用接口方法:
PaymentMethod method = PaymentMethod.ALIPAY;method.pay(199.9);单例模式 的核心是确保 类仅一个实例 ,并提供全局访问点。枚举凭借 JVM 的类加载机制,天生具备线程安全、防反射攻击、防反序列化漏洞的特性,是 《Effective Java》 作者 Joshua Bloch 推荐的最佳实现方式。
线程安全 :枚举实例的创建是由 JVM在类加载时完成的 ,保证线程安全防止反射攻击 :普通的单例如果通过反射调用私有构造方法,可能会创建多个实例,但枚举类型 不允许通过反射创建实例Java 语言规范禁止反射创建枚举实例,否则抛异常 Cannot reflectively create enum objects避免序列化问题 :普通的单例如果实现了Serializable接口,在反序列化时可能会生成新的对象。而枚举天然防止了这一问题因为普通单例反序列化时,会通过反射或其他方式创建一个新的对象实例,而不是返回原来的那个单例对象而枚举 序列化只保存枚举常量名称 ,不保存对象本身,反序列化时,JVM 根据这个名字直接返回对应的、已经存在的枚举常量对象示例:使用枚举实现单例模式
public enum Singleton { INSTANCE;private int value;public void doSomething { System.out.println("Singleton is doing something. Value = " + value); }public int getValue { return value; }public void setValue(int value) { this.value = value; } }使用方法:
public class Main { public static void main(String args) { Singleton singleton = Singleton.INSTANCE;singleton.setValue(42); singleton.doSomething;Singleton anotherSingleton = Singleton.INSTANCE; System.out.println(singleton == anotherSingleton); } }来源:墨码行者