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JavaSE进阶之（十六）枚举

news 来源：原创 2024/4/25 15:58:53

十六、枚举

16.1 背景
16.2 枚举类型
16.3 EnumSet 和 EnumMap
- 01、EnumSet
- 02、EnumMap

16.1 背景

在 Java 语言中还没有引入枚举类型之前，表示枚举类型的常用模式是声明一组 int 类型的常量，常常用的就是：

public static final int SPRING = 1;
public static final int SUMMER = 2;
public static final int AUTUMN = 3;
public static final int WINTER = 4;

看似这样写是没有问题的，但是我们写代码的时候通常都会考虑到它的安全性、易用性和可读性。

首先是安全性。显然，这种模式并不是安全的。就拿上面的例子来说，我们根本无法保证传入值的合法性，在编译期和运行期不知道可能会出现什么情况，这就不符合 Java 程序的类型安全了。

其次是可读性。使用枚举类型的大多数场合都是为了方便得到枚举类型的描述（也就是字符串表达式），如果我们只是单一的打印出来这一组数字，也没有太大的用处。这时如果使用 String 来替代 int 作为常量，也不是不可以的，但是可能会导致性能问题，因为它依赖于字符串的比较操作。

从类型安全和程序可读性两方面考虑，int 和 String 枚举模式的缺点就暴露出来了。这时就引入了一个新的解决方案，就是枚举类型（enum type）。

16.2 枚举类型

枚举（enum）是 Java 1.5 时引入的关键字，它标识一种特殊类型的类，继承自 java.lang.Enum，由一组固定的常量组成合法的类型。

新建一个枚举类 Season.java：

/**
 * 季节枚举类
 *
 * @author qiaohaojie
 * @date 2023/3/22  14:07
 */
public enum Season {

    SPRING(1),
    SUMMER(2),
    AUTUMN(3),
    WINTER(4);

    private int code;

    Season(int code) {
        this.code = code;
    }

    public int getCode() {
        return code;
    }
}

其实在这个类中，我们并没有看到有继承关系的，来扒一下反编译后的字节码：

public final class Season extends Enum
{

    public static Season [] values()
    {
        return (Season [])$VALUES.clone();
    }

    public static Season valueOf(String name)
    {
        return (Season )Enum.valueOf(com/qhj/enumtype/Season, name);
    }

    private Season(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }

    public static final int SPRING;
	public static final int SUMMER;
	public static final int AUTUMN;
	public static final int WINTER;
	private static final Season $VALUES[];

    static 
    {
        SPRING= new Season ("SPRING", 0);
        SUMMER= new Season ("SUMMER", 1);
        AUTUMN= new Season ("AUTUMN", 2);
        WINTER= new Season ("WINTER", 3);
        $VALUES = (new Season[] {
            SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
        });
    }
}

Java 编译器帮我们做了很多隐式的工作：

要继承 Enum 类；
要写构造方法；
要声明静态变量和数组；
要用 static 块来初始化静态变量和数组；
要提供静态方法，比如 values() 和 valueOf(String name)。

作为开发者，我们的代码量减少了，枚举看起来简洁明了。

既然枚举是一种特殊的类，那么它其实是可以定义在一个类的内部的，这样它的作用域就可以限定于这个外部类中使用：

/**
 * 枚举定义在外部类中
 *
 * @author qiaohaojie
 * @date 2023/3/22  22:28
 */
public class SeasonClass {

    private Season season;

    public enum Season {

        SPRING(1),
        SUMMER(2),
        AUTUMN(3),
        WINTER(4);

        private int code;

        Season(int code) {
            this.code = code;
        }

        public int getCode() {
            return code;
        }
    }

    public boolean isSeason() {
        return getSeason() == Season.AUTUMN;
    }

    public Season getSeason() {
        return season;
    }

    public void setSeason(Season season) {
        this.season = season;
    }
}

Season 就相当于 SeasonClass 的内部类。

由于枚举是 final 的，所以可以确保在 Java 虚拟机中仅有一个常量对象，基于这个原因，我们可以使用 “==” 运算符来比较两个枚举是否相等，比如上面的 isSeason() 方法。

至于为什么不用 equals() 方法呢？

首先，“==” 运算符比较的时候，如果两个对象都为 null，并不会发生 NullPointerException，而 equals() 方法就会发生。
另外，“==” 运算符会在编译时进行检查，如果两侧的类型不匹配，就会提示错误，而 equals() 方法则不会：

另外，枚举还可以用于 switch 语句，和基本数据类型的用法一致：

public static String getChineseSeason(Season season) {
	 StringBuffer result = new StringBuffer();
	 switch (season) {
	     case SPRING:
	         result.append("[中文：春天，枚举常量：" + season.name() + "，数据：" + season.getCode() + "]");
	         break;
	     case SUMMER:
	         result.append("[中文：夏天，枚举常量：" + season.name() + "，数据：" + season.getCode() + "]");
	         break;
	     case AUTUMN:
	         result.append("[中文：秋天，枚举常量：" + season.name() + "，数据：" + season.getCode() + "]");
	         break;
	     case WINTER:
	         result.append("[中文：冬天，枚举常量：" + season.name() + "，数据：" + season.getCode() + "]");
	         break;
 }

如果枚举中需要包含更多信息的话，可以为其添加一些字段，比如：code、name 等，这时就需要为枚举添加一个带参的构造方法，这样就可以在定义枚举时添加对应的名称了。

16.3 EnumSet 和 EnumMap

01、EnumSet

EnumSet 是一个专门针对枚举类型的 Set 接口的实现类，它是处理枚举类型数据的一把利器，非常高效的。从名字上也可以看得出，EnumSet 不仅和 Set 有关系，也和枚举有关系。

因为 EnumSet 是一个抽象类，所以创建 EnumSet 时不能使用 new 关键字，但是 EnumSet 提供了很多有用的静态工厂方法。

举个例子，我们可以使用 noneOf) 静态工厂方法创建一个空的 Season 类型的 EnumSet；使用 allOf() 静态工厂方法创建一个包含所有 Season 类型的 EnumSet：

/**
 * @author qiaohaojie
 * @date 2023/3/22  22:41
 */
public class SeasonClassTest {
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Season> enumSetNone = EnumSet.noneOf(Season.class);
        System.out.println(enumSetNone); // []

        EnumSet<Season> enumSetAll = EnumSet.allOf(Season.class);
        System.out.println(enumSetAll); // [SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER]
    }
}

有了 EnumSet 后，就可以使用 Set 的一些方法了：
在这里插入图片描述

02、EnumMap

EnumMap 是一个专门针对枚举类型的 Map 接口的实现类，它可以将枚举常量作为键来使用。EnumMap 的效率甚至比 HashMap 还要高，可以直接通过数组下标（枚举的 ordinal 值）访问到元素。

与 EnumSet 不同的是，EnuMap 不是一个抽象类，所以创建 EnumMap 时可以使用 new 关键字：

/**
 * @author qiaohaojie
 * @date 2023/3/22  22:41
 */
public class SeasonClassTest {
    public static void main(String[] args) {
        EnumMap<Season, String> enumMap = new EnumMap<Season, String>(Season.class);
        enumMap.put(Season.SPRING, "春天");
        enumMap.put(Season.SUMMER, "夏天");
        enumMap.put(Season.AUTUMN, "秋天");
        enumMap.put(Season.WINTER, "冬天");
        System.out.println(enumMap); // {SPRING=春天, SUMMER=夏天, AUTUMN=秋天, WINTER=冬天}
    }
}