枚举(enum),是指一个经过排序的、被打包成一个单一实体的项列表
一个枚举的实例可以使用枚举项列表中任意单一项的值。枚举在各个语言当中都有着广泛的应用,通常用来表示诸如颜色、方式、类别、状态等等数目有限、形式离散、表达又极为明确的量。Java从JDK5开始,引入了对枚举的支持
在枚举出现之前,如果想要表示一组特定的离散值,往往使用一些常量。例如:
package com.fhp.enumexample;public class Entity {
// 视频public static final int VIDEO = 1;// 音频public static final int AUDIO = 2;// 文字public static final int TEXT = 3;// 图片public static final int IMAGE = 4;private int id;private int type;public int getId() {
return id;}public void setId(int id) {
this.id = id;}public int getType() {
return type;}public void setType(int type) {
this.type = type;}
}
当然,常量也不仅仅局限于int型,诸如char和String等也是不在少数。然而,无论使用什么样的类型,这样做都有很多的坏处。这些常量通常都是连续、有无穷多个值的量,而类似这种表示类别的量则是离散的,并且通常情况下只有有限个值。用连续的量去表示离散量,会产生很多问题。例如,针对上述的Entity类,如果要对Entity对象的type属性进行赋值,一般会采用如下方法:
Entity e = new Entity();
e.setId(10);
e.setType(2);
这样做的缺点有:(1)代码可读性差、易用性低。由于setType()方法的参数是int型的,在阅读代码的时候往往会让读者感到一头雾水,根本不明白这个2到底是什么意思,代表的是什么类型。当然,要保证可读性,还有这样一个办法:
e.setType(Entity.AUDIO);
而这样的话,问题又来了。这样做,客户端必须对这些常量去建立理解,才能了解如何去使用这个东西。说白了,在调用的时候,如果用户不到Entity类中去看看,还真不知道这个参数应该怎么传、怎么调。像是setType(2)这种用法也是在所难免,因为它完全合法,不是每个人都能够建立起用常量名代替数值,从而增加程序可读性、降低耦合性的意识
(2)类型不安全。在用户去调用的时候,必须保证类型完全一致,同时取值范围也要正确。像是setType(-1)这样的调用是合法的,但它并不合理,今后会为程序带来种种问题。也许你会说,加一个有效性验证嘛,但是,这样做的话,又会引出下面的第(3)个问题
(3)耦合性高,扩展性差。假如,因为某些原因,需要修改Entity类中常量的值,那么,所有用到这些常量的代码也就都需要修改——当然,要仔细地修改,万一漏了一个,那可不是开玩笑的。同时,这样做也不利于扩展。例如,假如针对类别做了一个有效性验证,如果类别增加了或者有所变动,则有效性验证也需要做对应的修改,不利于后期维护
(4)常量作为参数时,是String,int等弱类型,开发人员可以传入没有在常量接口里定义的值,这个问题无法通过编译器发现
(5)编译时,是直接把常量的值编译到类的二进制代码里,常量的值在升级中变化后,需要重新编译引用常量的类,因为里面存的是旧值
(6)如果常量类的构造器不私有,无法限制开发员继承/实现接口,开发员能够在子接口里继续添加常量.而这些常量可能得不到祖先层的支持
枚举就是为了这样的问题而诞生的。它们给出了将一个任意项同另一个项相比较的能力,并且可以在一个已定义项列表中进行迭代。枚举(在Jave中简称为enum)是一个特定类型的类。所有枚举都是Java中的新类java.lang.Enum的隐式子类。此类不能手工进行子类定义。一个简单的枚举可以是这样:
package com.fhp.enumexample;public enum TypeEnum {
VIDEO, AUDIO, TEXT, IMAGE
}
上面的Entity类就可以改成这样:
package com.fhp.enumexample;public class Entity {
private int id;private TypeEnum type;public int getId() {
return id;}public void setId(int id) {
this.id = id;}public TypeEnum getType() {
return type;}public void setType(TypeEnum type) {
this.type = type;}
}
在为Entity对象赋值的时候,就可以这样:
Entity e = new Entity();
e.setId(10);
e.setType(TypeEnum.AUDIO);
怎么看,都是好了很多。在调用setType()时,可选值只有四个,否则会出现编译错误,因此可以看出,枚举是类型安全的,不会出现取值范围错误的问题。同时,客户端不需要建立对枚举中常量值的了解,使用起来很方便,并且可以容易地对枚举进行修改,而无需修改客户端。如果常量从枚举中被删除了,那么客户端将会失败并且将会收到一个错误消息。枚举中的常量名称可以被打印,因此除了仅仅得到列表中项的序号外还可以获取更多信息。这也意味着常量可用作集合的名称,例如HashMap
1 基本enum特征
所有创建的枚举类都继承自抽象类 java.lang.Enum;
一个枚举类,所有实例都要在第一句写出以 ,隔开。 如果只有实例最后可以不加 ; 枚举类因为继承了Enum,所以再不能继承别的类,任何类也不能继承枚举类(构造器默认为private)
public enum Color {
RED,BLUE,YELLOW,PURPLE
}
注意 :RED,BLUE 这些是由 enum Color类调用默认private构造器创建的实例对象,和普通class相比只不过enum的实例对象只能在内部创建。时刻记着他们是一个实例对象
枚举类实例不能在外部 new 出来 ,因为枚举类构造器为private 一般也不用声明private,默认就是private,因为enum实例只能在编译期间enum类内部被创建,但可以外部得到一个实例的引用
Color red = Color.RED;
Color blue = Color.BLUE;
枚举类的一些方法
- 使用枚举元素 Color.RED 或者 red
- Color.values( ) 返回一个枚举类数组,数组元素就是枚举的实例。
- red.ordinal() 方法返回该实例声明的次序从0开始。
- 2个实例可用 == 比较
- Enum 实现了 Comparable和 Serializable 可以使用comparableTo( )方法,可以序列化
- a. getDeclaringClass() 返回 Color.class 对象
- a.name和a.toString( )方法一样。
- ? valuesOf(string ) 返回一个实例对象 Color b = Color.valueOf(“BLUE”);
- 根据class对象返回实例 Color b = Color.valueOf( Color.class, “BLUE” )
通过带参构造器为枚举实例添加描述信息。调用 getDes()就可以的到当前对象的描述信息
调用 getDes( )方法就可以的到当前对象的描述信息
public enum Color {
RED("这是红色"),BLUE("这是蓝色"),YELLOW("这是黄色"),PURPLE("这是紫色");String des;Color( String s) {
this.des = s;}public String getDes(){
return des;}
}
重写toString( )方法来为enum实例添加描述信息, 通过name() 拿到当前对象名字
public enum Color {
RED,BLUE,YELLOW,PURPLE;@Overridepublic String toString() {
String id = name();return id + " is " + id.toLowerCase();}
}
2 enum的特殊方法
除了不能继承enum类外,enum和其普通类没区别,可以添加字段,方法,甚至是main 方法
- enum 实例也可以用在 switch语句中
- values()方法不在Enum中 它是由编译器添加的static方法
- 编译器还添加了一个valuesOf(String s)方法,这个只需要一个参数就可以的得到实例,而Enum的需要2个
- 如果将enum向上转型为Enum那么values 和 valuesOf 无法再使用
- 与values 方法有相同作用的就是Class对象的getEnumConstants(),如果class是枚举类那么返回元素数组,不是枚举类返回null
3 使用接口组织枚举
为了实现扩展enum 或者将enum分类,因为无法继承所以靠扩展子类无法实现,可以利用接口来达到这些功能
public interface Food {
enum Fruit implements Food{
APPLE, BANANA, ORANGE;}enum Vegetables implements Food{
TOMATO, POTATO, BEANS;}enum Drink implements Food{
COFFEE, COCA, REDBULL;}
}public static void main(String[] args) {
Food food = Food.Fruit.APPLE;food = Food.Drink.REDBULL;food = Food.Vegetables.BEANS;}
接口基础上创建一个枚举的枚举,通过该enum控制其他enum,而不是不同的类型分别都要向上转型为Food ,类多时分别向上转型不如每个用一个enum控制方便
通过实例调用getValues方法就可以的到该实例的所有元素
public enum Course {
FRUIT(Food.Fruit.class),DRINK(Food.Drink.class),VEGETABLES(Food.Vegetables.class);private Food[] values;Course(Class<? extends Food> kind) {
this.values = kind.getEnumConstants();}public Food[] getValues() {
return values;}
}
enum嵌套在另一个enum 重新组织1 2 代码合二为一
public enum Course {
FRUIT(Food.Fruit.class),DRINK(Food.Drink.class),VEGETABLES(Food.Vegetables.class);private Food[] values;Course(Class<? extends Food > kind) {
this.values = kind.getEnumConstants();}interface Food {
enum Fruit implements Food {
APPLE, BANANA, ORANGE;}enum Vegetables implements Food {
TOMATO, POTATO, BEANS;}enum Drink implements Food {
COFFEE, COCA, REDBULL;}}public Food[] getValues() {
return values;}}
4 EnumSet
EnumSet (抽象类)一个用来存放enum 元素的Set,存取enum速度非常快,性能非常高
-
EnumSet 只能存放enum元素,不能插入空元素
-
放入的元素位置和enum中保持一样,它处于排序状态,是一个有序Set
-
Enum 是个抽象类且方法除了colon( )克隆一个EnumSet外都是静态方法返回值都是EnumSet
EnumSet<Color> enumSet = EnumSet.noneOf(Color.class); //创建一个空集
EnumSet<Color> enumSet2 = EnumSet.allOf(Color.class); //把集合中所有元素添加进去
EnumSet<Color> enumSet3 = EnumSet.of(RED);//添加一个元素
EnumSet不止这几个方法,对于of() 方法重载了6次,当传入2-5个参数调用相应方法,传入1个或者5个以上调用可变参数
5 EnumMap
特殊Map(类),key必须是enum, 由于enum元素有限所以内部只是由数组实现
-
这是一个有序map,保持enum的元素顺序
-
EnumMap<Color,Object> map = new EnumMap<Color, Object>(Color.class)
-
方法和其他Map一样
6 实例对象添加方法
为每一个enum实例(相当于常量)添加一个方法,让他们有不同的行为
为每一个实例添加不同行为的方法
- 在enum中创建一个或者多个abstract 方法,因为是enum的实例所以就得实现这些方法
RED{
@OverrideString getInfo() {
return null;}@OverrideString getTime() {
return null;}};abstract String getInfo();abstract String getTime();
- enum也可以有main方法作为enum执行入口
- 常量添加方法后和有了类的行为,貌似和内部类一样,但他们有着不同行为,enum的常量不能作为方法参数类型,因为他们不是类,只是enum类型的static final 实例
- 由于enum的常量是 static final 的所以常量的方法不能访问外部类的非静态方法
覆盖常量相关的方法
- enum中所有非抽象方法每个实例都可以调
- 如果不需要每个实例都实现抽象类,那么就可以不用定义抽象类,每个实例各自实现方法,实现的方法可以覆盖enum中的方法
使用enum职责链
- 多种不同的方式解决问题,然后把它们连接在一起,但一个请求到达时遍历整个链,直到解决问题
- enum非常适合作为解决某一个问题的职责链,请求到达时遍历整个enum,直到解决问题
import java.util.EnumSet;
import java.util.Random;public enum COR {
SOLUTION_ONE{
@Overrideboolean Solve(int i) {
if (i == 1){
System.out.println(name()+" 解决问题 " +i);return true;} return false;}},SOLUTION_TWO{
@Overrideboolean Solve(int i) {
if (i == 2){
System.out.println(name()+" 解决问题 " +i);return true;}return false;}},SOLUTION_THREE{
@Overrideboolean Solve(int i) {
if (i == 3){
System.out.println(name()+" 解决问题 " +i);return true;}return false;}},SOLUTION_FOUR{
@Overrideboolean Solve(int i) {
if (i == 4){
System.out.println(name()+" 可以解决问题 " +i);return true;}return false;}};abstract boolean Solve(int i);public static void main(String[] args) {
Random random = new Random();EnumSet<COR> cors = EnumSet.allOf(COR.class);for (int i = 0; i < 6; i++) {
int id = random.nextInt(4)+1;for (COR cor :cors) {
if (cor.Solve(id)){
System.out.println(" 解决问题 " +id);break;}}}}}
enum状态机
- 状态机可以具有 有限个 状态,通常根据输入,从一个状态转移到下一个状态,也可以有瞬时状态,一但任务结束就立刻离开瞬时状态
7 多路分发
- 多种类型交互时有时并不能确定所有类型,如: NUM.complete(NUM) , NUM 是所有数字类型的超类,a.complete(b) ,a b可能是同种类型也可能不是同一种类型
- Java 动态绑定只能处理一种类型,属于单路分发(分派),动态绑定能将complete绑定到分路a。只有方法调用才会执行动态绑定
可以为每一个分发实现自己的动态绑定
public enum Outcome {
WIN, LOSE, DRAW } ///:~ interface Item {
Outcome compete(Item it); Outcome eval(Paper p); Outcome eval(Scissors s); Outcome eval(Rock r);
} class Paper implements Item {
public Outcome compete(Item it) {
return it.eval(this); } public Outcome eval(Paper p) {
return DRAW; } public Outcome eval(Scissors s) {
return WIN; } public Outcome eval(Rock r) {
return LOSE; } public String toString() {
return "Paper"; }
} class Scissors implements Item {
public Outcome compete(Item it) {
return it.eval(this); } public Outcome eval(Paper p) {
return LOSE; } public Outcome eval(Scissors s) {
return DRAW; } public Outcome eval(Rock r) {
return WIN; } public String toString() {
return "Scissors"; }
} class Rock implements Item {
public Outcome compete(Item it) {
return it.eval(this); } public Outcome eval(Paper p) {
return WIN; } public Outcome eval(Scissors s) {
return LOSE; } public Outcome eval(Rock r) {
return DRAW; } public String toString() {
return "Rock"; }
} public class RoShamBo1 {
static final int SIZE = 20; private static Random rand = new Random(47); public static Item newItem() {
switch (rand.nextInt(3)) {
default: case 0: return new Scissors(); case 1: return new Paper(); case 2: return new Rock(); } } public static void match(Item a, Item b) {
System.out.println(a + " vs. " + b + ": " + a.compete(b)); } public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < SIZE; i++) match(newItem(), newItem()); }
}
使用enum实现多路分发
- enum的实例不能作为类型参数,不可以重载方法
- 可以使用enum构造器初始化每个enum实例,并以一组结果作为参数如 ENUM_A( vsA_DRAW, vsB_LOSE, vsC_WIN ) 在比较方法中使用switch 判断 返回 结果
package enums;import static enums.OutCome.*;public enum RoSham {
PAPER(DRAW, LOSE, WIN),SCISSORS(WIN, DRAW, LOSE),ROCK(LOSE, WIN, DRAW);private OutCome vPAPER, vSCISSORS, vROCK;RoSham(OutCome paper, OutCome scissors, OutCome rock) {
this.vPAPER = paper;this.vSCISSORS = scissors;this.vROCK = rock;}public OutCome complete(RoSham it) {
switch (it) {
default:case PAPER:return vPAPER;case SCISSORS:return vSCISSORS;case ROCK:return vROCK;}}public static void main(String[] args) {
System.out.println(PAPER.complete(ROCK));}
}
PAPER.complete()时把PAPER构造器中的结果与 OutCome 变量绑定,根据对比的参数返回对比结果,因此实例构造器中的参数位置非常重要
EnumMap实现真正的多路分发
package enums;import java.util.EnumMap;import static enums.OutCome.*;public enum RoShamBo {
PAPER, SCISSORS, ROCK;static EnumMap<RoShamBo, EnumMap<RoShamBo, OutCome>>table = new EnumMap<RoShamBo, EnumMap<RoShamBo, OutCome>>(RoShamBo.class);static {
for (RoShamBo it : RoShamBo.values()) {
table.put(it, new EnumMap<RoShamBo, OutCome>(RoShamBo.class));}initRow(PAPER, DRAW, LOSE, WIN);initRow(SCISSORS, WIN, DRAW, LOSE);initRow(ROCK, LOSE, WIN, DRAW);}static void initRow(RoShamBo it, OutCome vPAPER, OutCome vSCISSORS, OutCome vROCK) {
EnumMap<RoShamBo, OutCome> row = RoShamBo.table.get(it);row.put(RoShamBo.PAPER, vPAPER);row.put(RoShamBo.SCISSORS, vSCISSORS);row.put(RoShamBo.ROCK, vROCK);}public OutCome complete(RoShamBo it) {
return table.get(this).get(it);}public static void main(String[] args) {
System.out.println(ROCK.complete(SCISSORS));}}
complete方法实现了2次分发
使用二维数组
- 简单,速度快,代码易懂,但是组数比较大时尺寸容易错
private static OutCome[][] tables = {
{
DRAW, LOSE, WIN},{
WIN, DRAW, LOSE},{
LOSE, WIN, DRAW},};public OutCome completes (RoShamBo other) {
return tables[this.ordinal()][other.ordinal()];}
8 知识点
可以静态导入枚举类 直接使用枚举实例 import static …Color.* 最好使用静态导入省去写enum类
9 参考文章
《Java编程思想》 – 笔记
《Java编程思想》笔记 第十九章 枚举类型
浅谈在Java开发中的枚举的作用和用法