Java 枚举,枚举是一种特殊的数据,它的取值是有限的,是可以枚举出来的,比如一年有四季、一周有七天。虽然使用类也可以处理这种数据,但枚举类型更为简洁、安全和方便。下面介绍枚举的使用和实现原理。先介绍基础用法和原理,再介绍典型场景。
定义和使用基本的枚举是比较简单的,我们来看个例子。为表示衣服的尺寸,我们定义一个枚举类型Size,包括三个尺寸:小、中、大,代码如下:
public enum Size {
SMALL, MEDIUM, LARGE
}
枚举使用enum这个关键字来定义,Size包括三个值,分别表示小、中、大,值一般是大写的字母,多个值之间以逗号分隔。枚举类型可以定义为一个单独的文件,也可以定义在其他类内部。
可以这样使用Size:
Size size = Size.MEDIUM
Size size
声明了一个变量size,它的类型是Size, size=Size.MEDIUM
将枚举值MEDIUM赋值给size变量。枚举变量的toString方法返回其字面值,所有枚举类型也都有一个name()方法,返回值与toString()一样,例如:
Size size = Size.SMALL;
System.out.println(size.toString());
System.out.println(size.name());
输出都是SMALL。枚举变量可以使用equals和==进行比较,结果是一样的,例如:
Size size = Size.SMALL;
System.out.println(size==Size.SMALL);
System.out.println(size.equals(Size.SMALL));
System.out.println(size==Size.MEDIUM);
上面代码的输出结果为三行,分别是true、true、false。枚举值是有顺序的,可以比较大小。枚举类型都有一个方法int ordinal(),表示枚举值在声明时的顺序,从0开始,例如,如下代码输出为1:
Size size = Size.MEDIUM;
System.out.println(size.ordinal());
另外,枚举类型都实现了Java API中的Comparable接口,都可以通过方法compareTo与其他枚举值进行比较。比较其实就是比较ordinal的大小,例如,如下代码输出为-1,表示SMALL小于MEDIUM:
Size size = Size.SMALL;
System.out.println(size.compareTo(Size.MEDIUM));
枚举变量可以用于和其他类型变量一样的地方,如方法参数、类变量、实例变量等。枚举还可以用于switch语句,代码如下所示:
static void onChosen(Size size){
switch(size){
case SMALL:
System.out.println("chosen small"); break;
case MEDIUM:
System.out.println("chosen medium"); break;
case LARGE:
System.out.println("chosen large"); break;
}
}
在switch语句内部,枚举值不能带枚举类型前缀,例如,直接使用SMALL,不能使用Size.SMALL
。枚举类型都有一个静态的valueOf(String)
方法,可以返回字符串对应的枚举值,例如,以下代码输出为true:
System.out.println(Size.SMALL==Size.valueOf("SMALL"));
枚举类型也都有一个静态的values方法,返回一个包括所有枚举值的数组,顺序与声明时的顺序一致,例如:
for(Size size : Size.values()){
System.out.println(size);
}
屏幕输出为三行,分别是SMALL、MEDIUM、LARGE。
Java是从Java 5才开始支持枚举的,在此之前,一般是在类中定义静态整型变量来实现类似功能,代码如下所示:
class Size {
public static final int SMALL = 0;
public static final int MEDIUM = 1;
public static final int LARGE = 2;
}
枚举的好处体现在以下几方面。
- 定义枚举的语法更为简洁。
- 枚举更为安全。一个枚举类型的变量,它的值要么为null,要么为枚举值之一,不可能为其他值,但使用整型变量,它的值就没有办法强制,值可能就是无效的。
- 枚举类型自带很多便利方法(如values、valueOf、toString等),易于使用。
枚举是怎么实现的呢?枚举类型实际上会被Java编译器转换为一个对应的类,这个类继承了Java API中的java.lang.Enum类。Enum类有name和ordinal两个实例变量,在构造方法中需要传递,name()、toString()、ordinal()、compareTo()、equals()方法都是由Enum类根据其实例变量name和ordinal实现的。values和valueOf方法是编译器给每个枚举类型自动添加的,上面的枚举类型Size转换成的普通类的代码如下所示。需要说明的是,这只是示意代码,不能直接运行。
public final class Size extends Enum<Size> {
public static final Size SMALL = new Size("SMALL",0);
public static final Size MEDIUM = new Size("MEDIUM",1);
public static final Size LARGE = new Size("LARGE",2);
private static Size[] VALUES = new Size[]{SMALL, MEDIUM, LARGE};
private Size(String name, int ordinal){
super(name, ordinal);
}
public static Size[] values(){
Size[] values = new Size[VALUES.length];
System.arraycopy(VALUES, 0, values, 0, VALUES.length);
return values;
}
public static Size valueOf(String name){
return Enum.valueOf(Size.class, name);
}
}
解释几点:
1)Size是final的,不能被继承,Enum<Size>
表示父类,<Size>
是泛型写法;
2)Size有一个私有的构造方法,接受name和ordinal,传递给父类,私有表示不能在外部创建新的实例;
3)三个枚举值实际上是三个静态变量,也是final的,不能被修改;
4)values方法是编译器添加的,内部有一个values数组保持所有枚举值;
5)valueOf方法调用的是父类的方法,额外传递了参数Size.class
,表示类的类型信息,父类实际上是回过头来调用values方法,根据name对比得到对应的枚举值的。
一般枚举变量会被转换为对应的类变量,在switch语句中,枚举值会被转换为其对应的ordinal值。可以看出,枚举类型本质上也是类,但由于编译器自动做了很多事情,因此它的使用更为简洁、安全和方便。
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