談談你可能并不了解的java枚舉
前言
枚舉在java里也算個老生長談的內(nèi)容了，每當遇到一組需要類舉的數(shù)據(jù)時我們都會自然而然地使用枚舉類型：
public enum Color {
RED, GREEN, BLUE, YELLOW;
public static void main(String[] args) {
Color red = Color.RED;
Color redAnother = Color.RED;
Color blue = Color.BLUE;
System.out.println(red.equals(redAnother)); // true
System.out.println(red.equals(blue)); // false
}
}
當然今天我們要探討的并非是java中enum的基礎語法，本次的主題將會深入enum的本質，并探討部分高階用法。本文基于Oracle JDK 14.0.2和jad v1.5.8e（由于jad已經(jīng)很久未進行更新，對于新版本的jdk支持不是很完善，但單純分析enum和interface已經(jīng)足夠）。
自定義枚舉值背后的秘密
枚舉默認的值是從0開始遞增的數(shù)值，通常來說這完全夠用了。不過java中還允許我們對枚舉的值做個性化定制，例如：
// 我們不僅想用英語的方位，同時還想取得對應的本地化名稱（這里是中文）
enum Direction {
EAST("東"),
WEST("西"),
NORTH("北"),
SOUTH("南");
private final String name;
// 注意是private
private Direction(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return this.name;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
for (var v : Direction.values()) {
System.out.println(v.toString() + "-->" + v.getName());
}
}
}
編譯并運行程序，你將會得到下面這樣的結果：
EAST-->東
WEST-->西
NORTH-->北
SOUTH-->南
很多教程到此就結束了，點到為止，對于枚舉值后面的圓括號有什么作用，為什么構造函數(shù)需要private修飾都一筆帶過甚至連解釋說明都沒給出。然而理解這些卻是我們進一步學習枚舉的高階用法的前提。
不過沒關系，我們可以自己動手一探究竟，比如看看反編譯后的代碼，從編譯器處理枚舉類型的方法中一探究竟。這里我們將會利用jad，具體的使用教程參考園內(nèi)其他優(yōu)秀文章，本文不進行贅述，我們直接看反編譯后的結果：
final class Direction extends Enum
{
/* 省略部分無關緊要的方法 */
private Direction(String s, int i, String s1)
{
super(s, i);
name = s1;
}
public String getName() // 這是我們自定義的getter
{
return name;
}
public static final Direction EAST;
public static final Direction WEST;
public static final Direction NORTH;
public static final Direction SOUTH;
private final String name;
// 省略不重要的部分字段
static
{
EAST = new Direction("EAST", 0, "\u4E1C");
WEST = new Direction("WEST", 1, "\u897F");
NORTH = new Direction("NORTH", 2, "\u5317");
SOUTH = new Direction("SOUTH", 3, "\u5357");
// 省略部分字段的初始化
}
}
首先看到我們的enum是一個類，其次它繼承自java.lang.Enum（這意味著enum是無法顯式指定基類的），而我們在Direction的構造函數(shù)中調(diào)用了其父類的構造函數(shù)，通過閱讀文檔可知，java.lang.Enum的構造函數(shù)是protected修飾的，也就是說對于java.lang包以外的使用者無法調(diào)用這個構造函數(shù)。同時文檔也指出，該構造函數(shù)是由編譯器自動調(diào)用的。因此我們自己定義的enum的構造函數(shù)也是無法正常調(diào)用的，只能由編譯器用來初始化enum的枚舉成員。既然本身無法被用戶調(diào)用那么java干脆直接不允許protected和public（default和private允許）修飾自定義enum類型的構造函數(shù)以免造成誤用。
另外我們的自定義構造函數(shù)其實是被編譯器進行了合成，除了自定義參數(shù)之外還有枚舉成員的字符串名稱以及一個從0開始的序號（可用ordinal方法獲取），前兩個參數(shù)編譯器會自動為我們添加，而自定義參數(shù)則是根據(jù)在我們給定的枚舉成員后的圓括號里的值傳遞給構造函數(shù)，簡單說就是：
EAST("東"),
WEST("西"),
NORTH("北"),
SOUTH("南");
// 轉換為（unicode字符被轉碼）
EAST = new Direction("EAST", 0, "\u4E1C");
WEST = new Direction("WEST", 1, "\u897F");
NORTH = new Direction("NORTH", 2, "\u5317");
SOUTH = new Direction("SOUTH", 3, "\u5357");
如果我需要更多字段，只需要像這樣：
public enum Planet {
// 帶有兩個自定義數(shù)值
MERCURY (3.303e+23, 2.4397e6),
VENUS (4.869e+24, 6.0518e6),
EARTH (5.976e+24, 6.37814e6),
MARS (6.421e+23, 3.3972e6),
JUPITER (1.9e+27, 7.1492e7),
SATURN (5.688e+26, 6.0268e7),
URANUS (8.686e+25, 2.5559e7),
NEPTUNE (1.024e+26, 2.4746e7);
// 保存自定義值的字段，不使用final也可以，但枚舉值一般不應該發(fā)生改變
private final double mass; // in kilograms
private final double radius; // in meters
// 在這里使用default的權限控制，即package-private
Planet(double mass, double radius) {
this.mass = mass;
this.radius = radius;
}
public double mass() { return mass; }
public double radius() { return radius; }
}
這就是自定義枚舉值背后的秘密。
至此我們的疑問幾乎都得到了解答，然而細心觀察就會發(fā)現(xiàn)，我們的枚舉成員都是Direction的_靜態(tài)字段_！因此我們不能把這些枚舉成員當作類型來使用：
public void work(Direction.EAST e) {
// 這是無法通過編譯的
}
靜態(tài)字段很好理解，因為我們需要通過類名+枚舉成員名Direction.WEST直接引用，但為什么字段類型要是Direction的呢？
別著急，下一節(jié)答案就將揭曉。
為枚舉添加抽象方法
這一節(jié)看起來很荒謬，抽象方法似乎和枚舉八桿子打不到一塊兒去?？墒亲屑毾胍幌?，在上一節(jié)中我們已經(jīng)為枚舉添加了getter成員方法，這說明我們還可以為枚舉添加其他的方法從而定制枚舉類型的行為，以上一節(jié)的Planet為例，我們可以添加計算任意物體在某個行星表面所受重力和質量的大?。?/p>
public enum Planet {
/* 定義枚舉成員和初始化的相關重復代碼，此處不再重復 */
private double mass() { return mass; }
private double radius() { return radius; }
// universal gravitational constant (m3 kg-1 s-2)
public static final double G = 6.67300E-11;
double surfaceGravity() {
return G * mass / (radius * radius);
}
double surfaceWeight(double otherMass) {
return otherMass * surfaceGravity();
}
public static void main(String[] args) {
if (args.length != 1) {
System.err.println("Usage: java Planet <earth_weight>");
System.exit(-1);
}
double earthWeight = Double.parseDouble(args[0]);
double mass = earthWeight/EARTH.surfaceGravity();
for (Planet p : Planet.values())
System.out.printf("Your weight on %s is %f%n",
p, p.surfaceWeight(mass));
}
}
運行結果如下：
$ java Planet.java 70
Your weight on MERCURY is 26.443033
Your weight on VENUS is 63.349937
Your weight on EARTH is 70.000000
Your weight on MARS is 26.511603
Your weight on JUPITER is 177.139027
Your weight on SATURN is 74.621088
Your weight on URANUS is 63.358904
Your weight on NEPTUNE is 79.682965
既然能定制整個enum的行為，那是否意味著我們可以單獨定義枚舉成員的行為呢，畢竟方法最終還是從枚舉成員值身上進行調(diào)用的。
答案是肯定的，還記得在上一節(jié)最后部分編譯器是怎么處理枚舉成員的嗎？
EAST = new Direction("EAST", 0, "\u4E1C");
WEST = new Direction("WEST", 1, "\u897F");
NORTH = new Direction("NORTH", 2, "\u5317");
SOUTH = new Direction("SOUTH", 3, "\u5357");
沒錯，枚舉成員本身也是enum對象的一個實例！而且這些枚舉成員雖然是Direction類型的，但實際上還可以引用Direction的派生類型。
假設我們有一個Color類型的枚舉，對于每個枚舉成員我們都一個定制的print方法用于打印不同的信息：
enum Color {
RED{
// 先不用管這是什么語法，后面會解釋
@Override
public void print() {
// Linux上輸出彩色字符串
System.out.println("\u001B[1;31m This is red text \u001B[0m");
}
},
BLUE{
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;34m This is blue text \u001B[0m");
}
},
GREEN{
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;32m This is green text \u001B[0m");
}
};
// 枚舉成員必須要覆寫的抽象方法
public abstract void print();
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
for (var v : Color.values()) {
v.print();
}
}
}
運行結果如下：
要想知道原理，我們還是得借助jad，這是Color.class經(jīng)過處理后的內(nèi)容：
// 變成了抽象類
abstract class Color extends Enum
{
// 構造函數(shù)
private Color(String s, int i)
{
super(s, i);
}
public abstract void print();
public static final Color RED;
public static final Color BLUE;
public static final Color GREEN;
static
{
// 重點從這開始
RED = new Color("RED", 0) {
public void print()
{
System.out.println("\033[1;31m This is red text \033[0m");
}
};
BLUE = new Color("BLUE", 1) {
public void print()
{
System.out.println("\033[1;34m This is blue text \033[0m");
}
};
GREEN = new Color("GREEN", 2) {
public void print()
{
System.out.println("\033[1;32m This is green text \033[0m");
}
};
}
}
細心的讀者大概已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，這不就是_匿名內(nèi)部類_么？說對了，我們的enum類型這次實際上變成了抽象類，而枚舉成員則是繼承自Color的匿名內(nèi)部類并實現(xiàn)了抽象方法。所以最開始我們用注釋標記的大括號其實可以理解成匿名類的類體。不過需要注意的是，雖然這里顯式使用了new來創(chuàng)建了匿名內(nèi)部類，但構造函數(shù)仍然是編譯器代為調(diào)用的。
如果想增加自定義的枚舉數(shù)據(jù)呢？可以這樣做：
enum Color {
RED(31){
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;31m This is red text \u001B[0m");
}
},
BLUE(34){
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;34m This is blue text \u001B[0m");
}
},
GREEN(32){
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;32m This is green text \u001B[0m");
}
};
// color code
private final int colorCode;
private Color(int code) {
colorCode = code;
}
public int getColorCode() {
return colorCode;
}
public abstract void print();
}
我們看看編譯后的代碼，限于篇幅，我只保留了重要的部分：
abstract class Color extends Enum
{
/* 大量省略代碼 */
private Color(String s, int i, int j)
{
super(s, i);
colorCode = j;
}
public abstract void print();
public static final Color RED;
public static final Color BLUE;
public static final Color GREEN;
private final int colorCode;
static
{
// 參數(shù)傳遞給了構造函數(shù)
RED = new Color("RED", 0, 31) {
public void print()
{
System.out.println("\033[1;31m This is red text \033[0m");
}
};
BLUE = new Color("BLUE", 1, 34) {
public void print()
{
System.out.println("\033[1;34m This is blue text \033[0m");
}
};
GREEN = new Color("GREEN", 2, 32) {
public void print()
{
System.out.println("\033[1;32m This is green text \033[0m");
}
};
}
}
總結一下，對于一個enum類型來說，通常會有如下格式：
[public] enum NAME [implements XXX, ...] {
VALUE1 [(自定義數(shù)據(jù)，格式和自定義構造函數(shù)函數(shù)的參數(shù)列表相同)]
[{
// 可以override或是追加新的method
}],
...,
VALUEN [(...)]
[{
// overrides or methods
}];
[存儲各種自定義數(shù)據(jù)的字段，最好用final修飾]
[
// 自定義構造函數(shù)
[private] NAME(和枚舉成員中給出的圓括號內(nèi)的內(nèi)容一致) { /* 設置數(shù)據(jù)字段 */ }
]
[定義抽象方法或者重寫object/Enum的方法或是添加普通類方法]
}
給出的格式中用[]框住的部分都是可以省略的。
枚舉和接口
在上一節(jié)的最后，我們看到enum其實還可以實現(xiàn)interface（畢竟本質上還是個class），所以上一節(jié)的例子可以這么寫：
interface Printer {
void print();
}
enum Color implements Printer {
RED{
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;31m This is red text \u001B[0m");
}
},
BLUE{
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;34m This is blue text \u001B[0m");
}
},
GREEN{
@Override
public void print() {
System.out.println("\u001B[1;32m This is green text \u001B[0m");
}
};
}
我個人更傾向于第二種方法，因為enum主要是數(shù)據(jù)的集合，而對于數(shù)據(jù)表現(xiàn)出的行為/模式盡量使用interface進行描述。
除此之外，enum還可以定義在iinterface中。假設我們有一個枚舉表示從周一到周日，同時給定一個方法isRestDay判斷當前日期是否可以休息（比如有的人雙休有的人單休還有的人在周一或周五休息），不同類型的人對于周幾該休息將會產(chǎn)生不同的答案，因此將它抽象成接口再合適不過了：
interface Relaxable {
enum Weekly {
Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun
}
boolean isRestDay(Relaxable.Weekly day);
}
class PersonA implements Relaxable {
@Override
public boolean isRestDay(Relaxable.Weekly day) {
return day.equals(Relaxable.Weekly.Sat) || day.equals(Relaxable.Weekly.Sun);
}
}
class PersonB implements Relaxable {
@Override
public boolean isRestDay(Relaxable.Weekly day) {
return day.equals(Relaxable.Weekly.Sun);
}
}
public class Relax {
public static void main(String[] args) {
var a = new PersonA();
var b = new PersonB();
var day = Relaxable.Weekly.Sat;
System.out.println(a.isRestDay(day)); // true
System.out.println(b.isRestDay(day)); // false
}
}
PersonA擁有一個美好的雙休，而可憐的PersonB卻要在周六加班！使用jad查看生產(chǎn)的代碼：
interface Relaxable
{
public static final class Weekly extends Enum
{
/* 省略了部分代碼 */
public static final Weekly Mon;
public static final Weekly Tue;
public static final Weekly Wed;
public static final Weekly Thu;
public static final Weekly Fri;
public static final Weekly Sat;
public static final Weekly Sun;
static
{
Mon = new Weekly("Mon", 0);
Tue = new Weekly("Tue", 1);
Wed = new Weekly("Wed", 2);
Thu = new Weekly("Thu", 3);
Fri = new Weekly("Fri", 4);
Sat = new Weekly("Sat", 5);
Sun = new Weekly("Sun", 6);
}
private Weekly(String s, int i)
{
super(s, i);
}
}
public abstract boolean isRestDay(Weekly weekly);
}
可以看出此時的enum僅僅只是interface中的一個靜態(tài)內(nèi)部類而已。使用類似的方法可以借由interface來組織多個不同但有弱關聯(lián)性的枚舉類型，從而構成類似其他語言中namespace的組織結構。
當然，通常我們并不推薦用接口來組織多種不同的類型或是構成namespace，接口通常的作用是抽象出一組類的共同特性，或是讓不同的類之間可以遵守相同的協(xié)議從而簡化開發(fā)工作，主體應該是接口提供的方法以及這些方法所依賴的共通的一小部分數(shù)據(jù)類型（例如上例，雖然例子不是很好）;而final class則更適合組織不同數(shù)據(jù)類型和靜態(tài)常量，更進一步的理由超過了本文的探討范疇，你可以在園內(nèi)搜索相關文章進一步學習。
總結
在本文中，我們學到了：
- 如何添加枚舉的自定義數(shù)據(jù)
- 為枚舉添加構造函數(shù)和方法
- 用枚舉實現(xiàn)接口
- 將枚舉和接口組合使用
當然，依靠反編譯的代碼來學習語言特性并不是一個值得推薦的選擇，但確實最直觀的最容易讓人理解底層原理的辦法。
到此這篇關于你可能并不了解的java枚舉的文章就介紹到這了,更多相關你不了解的java枚舉內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
相關文章
從鍵盤上輸入一個字符串，遍歷該字符串中的每個字符，若該字符為小寫字母，則輸出“此字符是小寫字母”；若為大寫字母，則輸出“此字符為大寫字母”；否則輸出“此字符不是字母”2013-09-09
本文主要介紹了Java中ArrayList線程不安全怎么辦，主要有三種解決的方法，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2021-08-08
這篇文章主要介紹了SpringBoot初步連接redis詳解，具有一定借鑒價值，需要的朋友可以參考下。2017-12-12
這篇文章主要介紹了java實現(xiàn)微信掃碼登入功能，本文通過實例代碼給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2020-06-06
本篇文章，小編將為大家介紹，在Java中 shuffle 算法的使用，有需要的朋友可以參考一下2013-04-04
這篇文章主要介紹了解讀JSONArray刪除元素的兩種方式，具有很好的參考價值，希望對大家有所幫助。如有錯誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2022-12-12
Java Web項目部署在Tomcat運行出錯與解決方法示例
這篇文章主要介紹了Java Web項目部署在Tomcat運行出錯與解決方法,結合具體實例形式分析了Java Web項目部署在Tomcat過程中由于xml配置文件導致的錯誤問題常見提示與解決方法,需要的朋友可以參考下2017-03-03
驗證碼是一種用于驗證用戶身份或確保用戶操作安全的技術手段,通常以圖形、聲音或文字的形式出現(xiàn),本文主要介紹了如何通過java實現(xiàn)生成驗證碼圖片,需要的可以參考下2023-12-12
一文探究ArrayBlockQueue函數(shù)及應用場景
這篇文章主要為大家介紹了一文探究ArrayBlockQueue函數(shù)及應用場景，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步，早日升職加薪2023-03-03
java 之JNA中的Memory和Pointer的使用方法
這篇文章主要介紹了java 之JNA中的Memory和Pointer的使用方法，文章基于Java的相關自來哦展開對Pointer和Memory的使用介紹，需要的小伙伴可以參考一下2022-04-04