枚举Enum、映射EnumMap、集EnumSet

一、枚举Enum
- 1、概述
- 2、介绍
- - ① valueOf
  - ② values
- 3、分析
- ※ 模仿一个枚举类
二、枚举映射 EnumMap
- 1、概述
- 2、使用方法
- 3、应用场景
三、枚举集 EnumSet
- 1、概述
- 2、使用方法

本文使用 JDK 版本为 JDK1.15

一、枚举Enum

1、概述

一个集的枚举是列出某些有穷序列集的所有成员的程序，或者是一种特定类型对象的计数。

Java的枚举本质上是一个特殊的类，它可以通过enum关键字定义。
它可以定义构造器，但是不可被public修饰，所以不能被实例化。
它的构造器只是在构造枚举值得时候被调用。
它的内部也可以定义变量、方法。

2、介绍

枚举一般用于选择语句中，它提供的API如下：

为方便测试，我们定义这样的枚举类型：

public enum Color {WHITE,BLUE,GREEN,RED,YELLOW,BLACK //这里省略了分号，如果后续需定义其他成员，需加上分号
}

① valueOf

枚举一般应用于switch...case...default语句中，配合内置的valueOf方法提取字符串的值，具体使用案例如下：

public void whatColor(){switch (Color.valueOf("YELLOW")){case YELLOW:System.out.println("黄色");break;default:System.out.println("其他颜色");break;}
}

当我们试图将一个不存在的元素的字符串作为参数时，会抛出异常：

java.lang.IllegalArgumentException: No enum constant Color.XXX

我们打印输出，进行测试：

System.out.println(Color.valueOf("vovo"));

② values

枚举还提供了values方法，通过调用该方法，获取枚举类型内的所有内置元素，返回类型为一个枚举类型的数组（即Color类型）：

我们打印输出

System.out.println(Arrays.toString(Color.values()));

可以看到，我们按顺序取到了所有的元素值。
那么，枚举类型的本质到底是什么？为什么没有返回 Object 类型或是 String 类型的数组？

3、分析

为了探寻，枚举类型的本质，我们使用javap指令，对 Color.java 文件进行反编译：
枚举类型本质上是一个继承自lang包下，Enum类的派生类。
它默认拥有一个 values 数组、valueOf 方法，以及一个静态代码块。
枚举类型的元素，本质上是与其相同类型的静态常量，只是名称有所不同，我们可以通过其名称获取相应的值。

※ 模仿一个枚举类

//Enum 类 不可被 我们随意 继承
public final class Color /*extends Enum<Color>*/{public static final Color WHITE;public static final Color BLUE;public static final Color GREEN;public static final Color RED;public static final Color YELLOW;public static final Color BLACK;static{WHITE = new Color("WHITE");BLUE = new Color("BLUE");GREEN = new Color("GREEN");RED = new Color("RED");YELLOW = new Color("YELLOW");BLACK = new Color("BLACK");}//定义变量colorprivate final String color;//私有的构造器private Color(String color) {this.color = color;}//静态方法 values();public static Color[] values() {return new Color[] {WHITE,BLUE,GREEN,RED,YELLOW,BLACK};}//静态方法 valueOf(String color);public static Color valueOf(String color) {switch (color) {case "WHITE":return Color.WHITE;case "BLUE":return Color.BLUE;case "GREEN":return Color.GREEN;case "RED":return Color.RED;case "YELLOW":return Color.YELLOW;case "BLACK":return Color.BLACK;default:throw new IllegalArgumentException("No enum constant: " + Color.class.getName() + "." + color);}}//为了防止其打印地址，我们只好重写toString方法，事实上enum类型并没有内置toString方法@Overridepublic String toString() {return this.color;}
}

上述类同样可以完成枚举类的功能，只是这样写十分繁琐，使用枚举类型可以帮助我们简化代码，而且看起来十分简洁明了。

二、枚举映射 EnumMap

1、概述

EnumMap是专门为枚举类型量身定做的Map实现，类似地还有EnumSet。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。

《Effective Java》中作者建议用EnumMap代替叙述索引，最好不要用序数来索引数组，而要使用EnumMap。

EnumMap构造方法采用键类型的Class对象：这是一个有限制的类型令牌，它提供了运行时的泛型信息。

其中Class<K>作为采用键类型的Class对象，说明EnumMap以枚举类型为键，可取出对应值。

2、使用方法

为方便说明，我们定义如下的星期Enum类，并创建对应的EnumMap:

enum Weekday{MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY,SATURDAY,SUNDAY
}

初始化键值：

这是 Java 中 Map、Set 初始化设定数值的途径，形式上类似于数组{}，Map与Set使用双层花括号定义初始数值{{}}。

//初始化直接放入键值
Map<Weekday,String> map = new EnumMap<>(Weekday.class){{put(Weekday.MONDAY,"星期一");put(Weekday.TUESDAY,"星期二");put(Weekday.WEDNESDAY,"星期三");put(Weekday.THURSDAY,"星期四");put(Weekday.FRIDAY,"星期五");put(Weekday.SATURDAY,"星期六");put(Weekday.SUNDAY,"星期日");
}};

双层花括号的意义？

外层花括号实际是定义了一个匿名内部类 (Anonymous Inner Class)。
内层花括号实际上是一个实例初始化块 (instance initializer block)，这个块在内部匿名类构造时被执行。这个块之所以被叫做“实例初始化块”是因为它们被定义在了一个类的实例范围内。

上面代码如果是写在 EnumMapDemo 类中，编译后你会看到会生成 EnumMapDemo$1.class 文件，编译 .java 文件后得到结果:

剖析这种方式，发现其本质上创建了一个继承 EnumMap 的匿名内部类（内部类概述）：

// 第一个{}代表 创建了一个 HashMap 的子类
class EnumMapDemo$1<K extends Enum<K>, V> extends EnumMap { {   // 第二个{}中的代码放到了实例初始化块中去了put(Weekday.MONDAY, "星期一");put(Weekday.TUESDAY, "星期二");}EnumMapDemo$1(Class<K> keyType){  //super调用父类构造方法super(keyType); }
}

初始化后操作键值：

//先创建枚举映射
Map<Weekday,String> map = new EnumMap<>(Weekday.class);
//后放入键值
map.put(Weekday.MONDAY,"星期一");
map.put(Weekday.TUESDAY,"星期二");
map.put(Weekday.WEDNESDAY,"星期三");
map.put(Weekday.THURSDAY,"星期四");
map.put(Weekday.FRIDAY,"星期五");
map.put(Weekday.SATURDAY,"星期六");
map.put(Weekday.SUNDAY,"星期日");

3、应用场景

情景引入：
现有以 Java 语言编写的服务器、C# 语言编写的客户端，二者为 C/S架构，均使用 Socket 进行通信。由于语言不相通，须手动构建请求、响应字符串，并指定状态码。

而数字难以识别，这时就可以在服务端使用 Enum 规定请求状态的英文、后以EnumMap<Enum,Integer>指定数字并以此做请求分类，简化我们的操作（图中：通信解析控制模块）：

enum Status{ACCEPT,  //20RESPONSE,//50SERVER_CLOSING,//90RESOURCES_NOT_FOUND,//60ERROR,      //40SUCCESS     //70//...
}
Map<Status,Integer> statusMap = new EnumMap<>(Status.class){{put(Status.ACCEPT,20);put(Status.RESPONSE,50);put(Status.SERVER_CLOSING,90);put(Status.RESOURCES_NOT_FOUND,60);put(Status.ERROR,40);put(Status.SUCCESS,70);//...
}};

也可以将值包装成类，内部附有状态码、方法字符串，利用反射自动寻找、处理业务。

三、枚举集 EnumSet

1、概述

EnumSet 是一个枚举类型元素集的高效实现。枚举类型只有有限个例，所以EnumSet 内部用位序列实现。如果对应的值在集中，则相应的位被置为1。

2、使用方法

EnumSet类没用公共的构造器。可以使用静态工厂方法构造这个集：

enum Weekday{MONDAY,TUESDAY,WEDNESDAY,THURSDAY,FRIDAY,SATURDAY,SUNDAY
}
//全部值
EnumSet<Weekday> always = EnumSet.allOf(Weekday.class);
//无值
EnumSet<Weekday> never= EnumSet.noneOf(Weekday.class);
//范围值
EnumSet<Weekday> workday= EnumSet.range(Weekday.MONDAY,Weekday.FRIDAY);
//选中值
EnumSet<Weekday> mwf = EnumSet.of(Weekday.MONDAY,Weekday.SATURDAY,Weekday.FRIDAY)

⭐ E extends Enum 代表“E是一个枚举类型”。
⭐ 枚举类的特殊性正体现于此：所有的枚举类型都扩展于泛型 Enum 类（参考本文第一节）

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