Java枚举的用法和原理深入

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一：枚举的用法

　　1、定义和组织常量

　　在JDK1.5之前，我们定义常量都是：public static fianl....。有了枚举之后，我们可以把相关的常量定义到一个枚举类里，而且枚举类也提供了比常量更多的操作方法来操纵。

　　用法举例：

public enum EnumTest {
    MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;
}

看不懂没关系，上面的枚举类定义原理在下文中再解释。

　　2、用于switch

switch语句只支持常量值作为判断依据，枚举类型是个特例。

　　用法举例：

//定义枚举
enum Signal {
    GREEN, YELLOW, RED
}  

//测试
public class TrafficLight {
    Signal color = Signal.RED;  

    public void change() {
        switch (color) {  //使用枚举来作比较
        case RED:
            color = Signal.GREEN;
            break;
        case YELLOW:
            color = Signal.RED;
            break;
        case GREEN:
            color = Signal.YELLOW;
            break;
        }
    }
}  

　　3、向枚举中自定义属性和方法

　　我们在定义枚举时，其实是在定义一个Enum类的子类，我们可以往其中添加自定义的属性和方法。

　　但是要注意：我们需要在枚举类中先定义enum实例，用分号 ; 隔开。然后才是成员变量和方法的定义。如果顺序错了会导致编译错误。【实际开发时有可能反过来，先定义成员变量和方法，再添加枚举实例】

用法举例：

public enum Color {
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);  //定义枚举实例

    // 自定义成员变量
    private String name;
    private int index;  

    // 定义构造方法
    private Color(String name, int index) {
        this.name = name;
        this.index = index;
    }
    // 添加方法
    public static String getName(int index) {
        for (Color c : Color.values()) {
            if (c.getIndex() == index) {
                return c.name;
            }
        }
        return null;
    }
    // get set 方法
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getIndex() {
        return index;
    }
    public void setIndex(int index) {
        this.index = index;
    }
}  

　　4、重写Enum类中的方法

　　定义枚举类的过程其实是定义Enum类的子类的过程，Enum类定义了一些方法，这些方法我们可以在自己定义枚举类时重写，最常见的是：重写toString()函数，返回自定义成员变量的拼接结果。

　　用法举例：

public enum Color {
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);
    // 自定义成员变量
    private String name;
    private int index;
    // 构造方法
    private Color(String name, int index) {
        this.name = name;
        this.index = index;
    }
    //重写父类方法
    @Override
    public String toString() {
        return this.index+"_"+this.name;
    }
}  

　　5、实现接口

　　前面提到，用enum关键字定义枚举类时，其实是定义Enum类的子类。也就是说，我们定义的枚举类是继承自 Enum类的。

　　而Java中是不支持多继承的，那如果多个枚举类型都有通用的行为时，如何进行抽象组织呢？——答案是：实现接口。

　　我们可以在定义枚举类时，实现接口，重写接口中的方法来达到增加行为的目的。

　　

//定义接口
public interface Behaviour {
    void print();
    String getInfo();
}  

//定义枚举类，实现接口
public enum Color implements Behaviour{
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);
    // 成员变量
    private String name;
    private int index;
    // 构造方法
    private Color(String name, int index) {
        this.name = name;
        this.index = index;
    }
    //接口方法
    @Override
    public String getInfo() {
        return this.name;
    }
    //接口方法
    @Override
    public void print() {
        System.out.println(this.index+":"+this.name);
    }
}  

　　6、EnumSet的使用

　　java.util.EnumSet是枚举类型的集合类，可以保证集合中的枚举元素不重复。

// EnumSet的使用
EnumSet<EnumTest> weekSet = EnumSet.allOf(aEnum.class); //将枚举类.class文件作为参数。至于为何使用.class文件，在下文中揭晓
        

　　7、EnumMap的使用

　　java.util.EnumMap中的 key是enum类型，而value则可以是任意类型。

 // EnumMap的使用
 EnumMap<自定义Enum类型, String> weekMap = new EnumMap(aEnum.class);

 weekMap.put(aEnum.MON, "星期一");
 weekMap.put(aEnumt.TUE, "星期二");

二：枚举的实现——Enum类了解

　　 enum这个关键字，包含了：继承Enum类，定义当前类 的意思，所创建的类型都是 java.lang.Enum 类的子类。

　　虽然都是定义类，但是enum关键字和class关键字的约束行为不同，class定义的类，通过new操作创建对象，想new几个就几个，而enum关键字定义的类，其实例对象，只能在这个enum类中定义好，它的实例是有限的，限制了某些东西的范围。

　　如果我们不自定义枚举类的成员变量和构造方法，只定义枚举实例，则枚举实例内容都将以字符串的形式存在，在类加载的时候会通过 protected Enum(String name, int ordinal) 构造函数被创建为基本的Enum实例。　

　　回到第一点中的第一个用法：

public enum EnumTest {
    MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;
}

　　其解释过程为：

new Enum<EnumTest>("MON",0);
new Enum<EnumTest>("TUE",1);
new Enum<EnumTest>("WED",2);
    ... ...

　　也就是说，这段代码实际上调用了7次 Enum(String name, int ordinal)。

　　枚举类经过编译器编译之后产生的是一个class文件，该class文件经过反编译可以看到实际上是生成了一个类，该类继承了java.lang.Enum<E>。

　　也就是说，enum 实际上就是一个 class，只不过 java 编译器帮我们做了语法的解析和编译而已，我们的枚举值也被解释成了static final修饰的常量。

public class com.hmw.test.EnumTest extends java.lang.Enum{
　　//我们可以看到：定义的时候的枚举值，被实例化了
    public static final com.hmw.test.EnumTest MON;
    public static final com.hmw.test.EnumTest TUE;
    public static final com.hmw.test.EnumTest WED;
    public static final com.hmw.test.EnumTest THU;
    public static final com.hmw.test.EnumTest FRI;
    public static final com.hmw.test.EnumTest SAT;
    public static final com.hmw.test.EnumTest SUN;
    static {};
    public int getValue();
    public boolean isRest();
    public static com.hmw.test.EnumTest[] values();
    public static com.hmw.test.EnumTest valueOf(java.lang.String);
    com.hmw.test.EnumTest(java.lang.String, int, int, com.hmw.test.EnumTest);
}

　　

　　Enum类中封装了一些方法，最常用的是 compareTo 和 toString。

int compareTo(E o)
          比较此枚举与指定对象的顺序。

Class<E> getDeclaringClass()
          返回与此枚举常量的枚举类型相对应的 Class 对象。

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。

int ordinal()
          返回枚举常量的序数（它在枚举声明中的位置，其中初始常量序数为零）。

String toString()

           返回枚举常量的名称，它包含在声明中。

static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType, String name)
          返回带指定名称的指定枚举类型的枚举常量。

三：使用枚举实现单例模式

　　参考我的另一片博文；https://www.cnblogs.com/ygj0930/p/10845530.html

　　　

四：Java 枚举如何比较

　　枚举实例可以使用 == 作比较，也可以 使用 equals() 作比较，二者结果一样，因为Enum类重写了 equals(）方法，其实质还是使用 == 作比较的。

public final boolean equals(Object other) {
    return this==other;
}

五：switch 对枚举的支持

来看一则 switch中用枚举作case的代码反编译结果：

 package com.example.demo; import java.io.PrintStream;
          ab public class EnumTest{ public EnumTest(){}
           public static transient void main(string args[])
           {ab a = ab.aaa;
           class _anm1 {} 

           switch(_cls1..SwitchMap.com.example.demo.ab[a.ordinal()]) //取的是枚举的ordinal()方法的返回值
           {
               case 1: // '\001'system.out.println("aaa");
               // fall through 

               case 2: // '\002'system.out.println("bbb");
               // fall through
                default:return;

            }

}} 

　　结合上文中第四点Enum类的解读，ordinal()方法返回的是枚举类中的ordinal成员变量值(一个int值)，因此switch中用枚举类型作比较时实际上是用枚举值的ordinal值作比较的。

六：枚举的序列化与反序列化

　　枚举类型在序列化时仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中，反序列化的时候则是通过java.lang.Enum的valueOf方法来根据名字查找枚举对象。

　　同时，编译器禁止重写枚举类型的writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法。

　　　　

七：枚举的线程安全性问题——为什么说枚举类型是线程安全的

　　从第二点，枚举类反编译得到的代码我们可以看到，枚举类编译出来的属性都是static类型的，而static类型的属性会在类被加载之后初始化，而Java类的加载和初始化过程都是线程安全的，所以创建一个enum类型是线程安全的。