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 {@Overridepublic void printFruitInfo() {System.out.println("This is apple");}},BANANA {@Overridepublic void printFruitInfo() {System.out.println("This is apple");}},WATERMELON {@Overridepublic 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setSystem.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< FavouriteColor,Integer> map = new EnumMap<>(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<EnumKey, V> m= Collections.synchronizedMap(new EnumMap<EnumKey, V>(...));

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：http://www.cnblogs.com/jinggod/p/8503281.html