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 {
@Override
public void printFruitInfo() {
System.out.println("This is apple");
}
},BANANA {
@Override
public void printFruitInfo() {
System.out.println("This is apple");
}
},WATERMELON {
@Override
public 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set
System.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
参考文献