十三、枚举

文章目录

  • 枚举
    • 4.1 基础
    • 4.2 实现枚举
    • 4.3 自定义枚举

枚举

本文为书籍《Java编程的逻辑》1和《剑指Java：核心原理与应用实践》2阅读笔记

枚举是一种特殊的数据，它的取值是有限的，是可以枚举出来的，比如一年有四季、一周有七天。

4.1 基础

定义和使用基本的枚举是比较简单的，我们来看个例子。为表示一年四季，我们定义一个枚举类型Season，包括四个季节：春、夏、秋、冬，代码如下：

package com.ieening.learnEnum;public enum Season {SPRING, SUMMER, AUTOM, WINTER;
}

枚举使用enum这个关键字来定义，Season包括四个值，分别表示春、夏、秋和冬，值一般是大写的字母，多个值之间以逗号分隔。枚举类型可以定义为一个单独的文件，也可以定义在其他类内部。

可以这样使用Season：

Season season = Season.SPRING

Season season声明了一个变量season，它的类型是Season，season = Season.SPRING将枚举值SPRING赋值给season变量。枚举变量的toString方法返回其字面值，所有枚举类型也都有一个name方法，返回值与toString一样。

    @Testpublic void testEnumToString() {assertEquals("SPRING", Season.SPRING.toString());}@Testpublic void testEnumName() {assertEquals("SPRING", Season.SPRING.name());}

输出都是SPRING。枚举变量可以使用equals和==进行比较，结果是一样的，例如：

    @Testpublic void testEnumEquals() {Season summer = Season.SUMMER;assertTrue(summer == Season.SUMMER);assertTrue(summer.equals(Season.SUMMER));assertFalse(summer == Season.AUTOM);}

枚举值是有顺序的，可以比较大小。枚举类型都有一个方法int ordinal()，表示枚举值在声明时的顺序，从 0 0 0开始，例如，如下代码输出为 1 1 1​：

    @Testpublic void testEnumOrdinal() {assertTrue(0 == Season.SPRING.ordinal());assertTrue(1 == Season.SUMMER.ordinal());assertTrue(2 == Season.AUTOM.ordinal());assertTrue(3 == Season.WINTER.ordinal());}

另外，枚举类型都实现了Java API中的Comparable接口，都可以通过方法compareTo与其他枚举值进行比较。比较其实就是比较ordinal的大小，例如，如下代码：

    @Testpublic void testEnumComparable() {Season summer = Season.SUMMER;assertEquals(1, summer.compareTo(Season.SPRING));assertEquals(-1, summer.compareTo(Season.AUTOM));}

枚举变量可以用于和其他类型变量一样的地方，如方法参数、类变量、实例变量等。枚举还可以用于switch语句。在switch语句内部，枚举值不能带枚举类型前缀，例如，直接使用SPRING，不能使用Season.SPRING。

枚举类型都有一个静态的valueOf(String)方法，可以返回字符串对应的枚举值；枚举类型也都有一个静态的values方法，返回一个包括所有枚举值的数组，顺序与声明时的顺序一致。

    @Testpublic void testEnumValueOf() {assertEquals(Season.SPRING, Season.valueOf("SPRING"));}@Testpublic void testEnumValues() {assertArrayEquals(new Season[] { Season.SPRING, Season.SUMMER, Season.AUTOM, Season.WINTER }, Season.values());}

枚举的好处体现在以下几方面。

  1. 定义枚举的语法更为简洁。
  2. 枚举更为安全。一个枚举类型的变量，它的值要么为null，要么为枚举值之一，不可能为其他值，但使用整型变量，它的值就没有办法强制，值可能就是无效的。
  3. 枚举类型自带很多便利方法（如values、valueOf、toString等），易于使用。

4.2 实现枚举

枚举是怎么实现的呢？枚举类型实际上会被Java编译器转换为一个对应的类，这个类继承了Java API中的java.lang.Enum类。Enum类有name和ordinal两个实例变量，在构造方法中需要传递，name()、toString()、ordinal()、compareTo()、equals()方法都是由Enum类根据其实例变量name和ordinal实现的。values和valueOf方法是编译器给每个枚举类型自动添加的。下面是Enum类代码。

public abstract class Enum<E extends Enum<E>> implements Constable, Comparable<E>, Serializable {private final String name;private final int ordinal;public final String name() {return this.name;}public final int ordinal() {return this.ordinal;}protected Enum(String var1, int var2) {this.name = var1;this.ordinal = var2;}public String toString() {return this.name;}public final boolean equals(Object var1) {return this == var1;}public final int hashCode() {return super.hashCode();}protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {throw new CloneNotSupportedException();}public final int compareTo(E var1) {if (this.getClass() != var1.getClass() && this.getDeclaringClass() != var1.getDeclaringClass()) {throw new ClassCastException();} else {return this.ordinal - var1.ordinal;}}public final Class<E> getDeclaringClass() {Class var1 = this.getClass();Class var2 = var1.getSuperclass();return var2 == Enum.class ? var1 : var2;}public final Optional<EnumDesc<E>> describeConstable() {return this.getDeclaringClass().describeConstable().map((var1) -> {return java.lang.Enum.EnumDesc.of(var1, this.name);});}public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> var0, String var1) {Enum var2 = (Enum)var0.enumConstantDirectory().get(var1);if (var2 != null) {return var2;} else if (var1 == null) {throw new NullPointerException("Name is null");} else {throw new IllegalArgumentException("No enum constant " + var0.getCanonicalName() + "." + var1);}}protected final void finalize() {}private void readObject(ObjectInputStream var1) throws IOException, ClassNotFoundException {throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");}private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException {throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");}
}

4.3 自定义枚举

以上枚举用法是最简单的，实际中枚举经常会有关联的实例变量和方法。比如，衣服Size例子，每个枚举值可能有关联的缩写和中文名称，可能需要静态方法根据缩写返回对应的枚举值，代码如下：

public enum Size {SMALL("S", "小号"),MEDIUM("M", "中号"),LARGE("L", "大号");private String abbr;private String title;private Size(String abbr, String title){this.abbr = abbr;this.title = title;}public String getAbbr() {return abbr;}public String getTitle() {return title;}public static Size fromAbbr(String abbr){for(Size size : Size.values()){if(size.getAbbr().equals(abbr)){return size;}}return null;}
}

上述代码定义了两个实例变量abbr和title，以及对应的get方法，分别表示缩写和中文名称；定义了一个私有构造方法，接受缩写和中文名称，每个枚举值在定义的时候都传递了对应的值；同时定义了一个静态方法fromAbbr，根据缩写返回对应的枚举值。需要说明的是，枚举值的定义需要放在最上面，枚举值写完之后，要以分号（;）结尾，然后才能写其他代码。

每个枚举值经常有一个关联的标识符（id），通常用int整数表示，使用整数可以节约存储空间，减少网络传输。一个自然的想法是使用枚举中自带的ordinal值，但ordinal值并不是一个好的选择。为什么呢？因为ordinal值会随着枚举值在定义中的位置变化而变化，但一般来说，我们希望id值和枚举值的关系保持不变，尤其是表示枚举值的id已经保存在了很多地方的时候。比如，上面的Size例子，Size.SMALL的ordinal值为 0 0 0，我们希望 0 0 0表示的就是Size.SMALL，但如果增加一个表示超小的值ⅩSMALL：

public enum Size {XSMALL, SMALL, MEDIUM, LARGE
}

这时， 0 0 0就表示ⅩSMALL了。所以，一般是增加一个实例变量表示id。使用实例变量的另一个好处是，id可以自己定义。比如，Size例子可以写为：

public enum Size {XSMALL(10), SMALL(20), MEDIUM(30), LARGE(40);private int id;private Size(int id){this.id = id;}public int getId() {return id;}
}

枚举还有一些高级用法，比如，每个枚举值可以有关联的类定义体，枚举类型可以声明抽象方法，每个枚举值中可以实现该方法，也可以重写枚举类型的其他方法。此外，枚举可以实现接口，也可以在接口中定义枚举。

package com.ieening.learnEnum;public enum SeasonEnum {SPRING(1) {@Overridepublic String description() {return "最是平常百姓家，新竹半掩几春花。门前犬吠鸣鸭远，老汉低眉啜现茶。";}},SUMMER(2) {@Overridepublic String description() {return "树梢挑月伏南窗，梦随清风玉枕凉。了断新愁千缕结，池塘半锁藕花香。";}},AUTOM(3) {@Overridepublic String description() {return "廊桥雁断树栖鸦，柳水秋枫揽碧霞。斜阳晚照无限好，诗茶伴雨写霜花。";}},WINTER(4) {@Overridepublic String description() {return "玉蝶飘飞压翠枝，红梅初笑恨未迟。晨风落雪轻妙舞，月照西窗斌小诗。";}};private int id;public int getId() {return id;}private SeasonEnum(int id) {this.id = id;}public static SeasonEnum fromId(int id) {for (SeasonEnum seasonEnum : SeasonEnum.values()) {if (id == seasonEnum.id) {return seasonEnum;}}return null;}public abstract String description();
}

  1. 马俊昌.Java编程的逻辑[M].北京:机械工业出版社,2018. ↩︎

  2. 尚硅谷教育.剑指Java：核心原理与应用实践[M].北京:电子工业出版社,2023. ↩︎

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