引用自:Java 语言中 Enum 类型的使用介绍

枚举类型(Enumerated Type) 很早就出现在编程语言中,它被用来将一组类似的值包含到一种类型当中。而这种枚举类型的名称则会被定义成独一无二的类型描述符,在这一点上和常量的定义相似。不过相比较常量类型,枚举类型可以为申明的变量提供更大的取值范围。

# 常量定义

在 Java 中通过常量方式定义彩虹的七种颜色。

public static class RainbowColor {
    // 红橙黄绿青蓝紫 其中颜色的常量定义
    public static final int RED = 0;
    public static final int ORANGE = 1;
    public static final int YELLOW = 2;
    public static final int GREEN = 3;
    public static final int CYAN = 4;
    public static final int BLUE = 5;
    public static final int PURPLE = 6;
}
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使用的时候,可以在程序中直接引用这些常量。但是,这种方式还是存在着一些问题。

  • 类型不安全

    由于颜色常量的对应值是整形,所以程序执行过程中很有可能给颜色变量传入一个任意的整数值,导致出现错误。

  • 没有命名空间

    由于颜色常量只是类的属性,当你使用的时候不得不通过类来访问。

  • 一致性差

    因为整形枚举属于编译期常量,所以编译过程完成后,所有客户端和服务端引用的地方,会直接将整数值写入。这样,当你修改旧的枚举整数值后或增加新的枚举值后,所有引用地方代码都需要重新编译,否则运行时就会出现错误。

  • 类型无指意性

    由于颜色枚举值仅仅是一些无任何含义的整数值,如果在运行期调试时,你就会发现日志中有许多魔术数字,但除了程序员本身,其他人很难明白其奥义。

# 如何定义 Enum 类型

为了改进 Java 语言在上述方面的不足, 5.0 版本 SDK 发布之后,在语言层面上增加了枚举类型。枚举类型的定义也非常简单,用 enum 关键字加上名称和大括号包含起来枚举值体即可,上面的彩虹颜色可以用 enum 方式进行定义:

enum RainbowColor {
    RED, ORANGE, YELLOW, GREEN, CYAN, BLUE, PURPLE
}
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# 定义 Enum 类型

// 定义一周七天的枚举类型
public enum WeekDayEnum {
    Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun
}

// 读取当天的信息
WeekDayEnum today = readToday();

// 根据日期来选择进行活动
switch (today) {
    Mon: do something; break;
    Tue: do something; break;
    Wed: do something; break;
    Thu: do something; break;
    Fri: do something; break;
    Sat: play sports game; break;
    Sun: have a rest; break;
}
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对于这些枚举的日期,JVM 都会在运行期构造成一个简单的对象实例一一对应。这些对象都有唯一的 identity,类似整形数值一样,switch 语句就是据此来执行跳转。

# 如何定制 Enum 类型

除了以上这种最常见的枚举定义形式外,如果需要给枚举类型增加一些复杂功能,也可以通过类似 class 的定义来给枚举进行定制。比如要给 enum 类型增加属性,可以像下面这样定义:

# 定制枚举类型

// 定义 RSS(Really Simple Syndication) 种子的枚举类型
public enum NewsRSSFeedEnum {
    YAHOO_TOP_STORIES("http://rss.news.yahoo.com/rss/topstories"), 
    CBS_TOP_STORIES("http://feeds.cbsnews.com/CBSNewsMain?format=xml"), 
    LATIMES_TOP_STORIES("http://feeds.latimes.com/latimes/news?format=xml");
    
    private String rss_url;
    
    private NewsRSSFeedEnum(String rss) {
        this.rss_url = rss;
    }
    
    public String getRssURL() {
        return this.rss_url;
    }
}
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上面头条新闻的枚举类型增加了一个 RSS 地址的属性,记录头条新闻的访问地址。同时,需要外部传入 RSS 访问地址的值,因而需要定义一个构造方法来初始化此属性。此外,还需要想外提供 getter 方法读取 RSS 地址。

# 如何避免错误使用 Enum

在使用 Enum 的时候有几个地方需要注意:

  • enum类型不支持 public 和 protected 修饰的构造方法,因此构造函数一定要是 private 或 friendly 的。正因如此,枚举对象无法在程序中通过直接调用其构造方法来初始化。

  • 定义 enum 类型的时候,如果是简单类型,那么最后一个枚举值就不用跟任何一个符号;但如果有定制方法,那么最后一个枚举值与后面代码要用分号 ; 隔开,不能用逗号或空格。

  • 由于 enum 类型的值实际上是通过运行期构造处对象来表示,所以在 cluster(集群) 环境下,每个虚拟机都会构造出一个同义的枚举对象。因而在做比较操作时需要注意,如果直接用等号(==)操作符,这些看似一样的枚举值一定不相等,因为这不是同一个对象实例。

# 避免错误使用 Enum 示例

 // 定义一个一周七天的枚举类型
 package example.enumeration.codes; 

 public enum WeekDayEnum { 
    Mon(1), Tue(2), Wed(3), Thu(4), Fri(5), Sat(6), Sun(7); 

    private int index; 

    WeekDayEnum(int idx) { 
        this.index = idx; 
    } 

    public int getIndex() { 
        return index; 
    } 
 } 

 // 客户端程序,将一个枚举值通过网络传递给服务器端
 package example.enumeration.codes; 

 import java.io.IOException; 
 import java.io.ObjectOutputStream; 
 import java.io.OutputStream; 
 import java.net.InetSocketAddress; 
 import java.net.Socket; 
 import java.net.UnknownHostException; 

 public class EnumerationClient { 

    public static void main(String... args) throws UnknownHostException, IOException { 
        Socket socket = new Socket(); 
  // 建立到服务器端的连接
        socket.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8999)); 
    // 从连接中得到输出流
        OutputStream os = socket.getOutputStream(); 
        ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os); 
  // 将星期五这个枚举值传递给服务器端
        oos.writeObject(WeekDayEnum.Fri); 
        oos.close(); 
        os.close(); 
        socket.close(); 
    } 
 } 

 // 服务器端程序,将从客户端收到的枚举值应用到逻辑处理中
 package example.enumeration.codes; 

 import java.io.*; 
 import java.net.ServerSocket; 
 import java.net.Socket; 

 public class EnumerationServer { 

    public static void main(String... args) throws IOException, ClassNotFoundException { 
        ServerSocket server = new ServerSocket(8999); 
  // 建立服务器端的网络连接侦听
        Socket socket = server.accept(); 
  // 从连接中获取输入流
        InputStream is = socket.getInputStream(); 
        ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is); 
  // 读出客户端传递来的枚举值
        WeekDayEnum day = (WeekDayEnum) ois.readObject(); 
  // 用值比较方式来对比枚举对象
        if (day == WeekDayEnum.Fri) { 
            System.out.println("client Friday enum value is same as server's"); 
        } else if (day.equals(WeekDayEnum.Fri)) { 
            System.out.println("client Friday enum value is equal to server's"); 
        } else { 
            System.out.println("client Friday enum value is not same as server's"); 
        } 
        
  // 用 switch 方式来比较枚举对象
        switch (day) { 
            case Mon: 
                System.out.println("Do Monday work"); 
                break; 
            case Tue: 
                System.out.println("Do Tuesday work"); 
                break; 
            case Wed: 
                System.out.println("Do Wednesday work"); 
                break; 
            case Thu: 
                System.out.println("Do Thursday work"); 
                break; 
            case Fri: 
                System.out.println("Do Friday work"); 
                break; 
            case Sat: 
                System.out.println("Do Saturday work"); 
                break; 
            case Sun: 
                System.out.println("Do Sunday work"); 
                break; 
            default: 
                System.out.println("I don't know which is day"); 
                break; 
        } 
        
        ois.close(); 
        is.close(); 
        socket.close(); 
    } 
 }
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结果如下:

client Friday enum value is same as server's 
Do Friday work
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通过程序执行结果,我们能够发现在分布式条件下客户端和服务端的虚拟机上都生成了一个枚举对象,即使看起来一样的 Fri 枚举值,如果使用等号‘ == ’进行比较的话会出现不等的情况。而 switch 语句则是通过 equal 方法来比较枚举对象的值,因此当你的枚举对象较复杂时候,你就需要小心 override 与比较相关的方法,防止出现值比较方面的错误。

# Enum 相关工具类

DK5.0 中在增加 Enum 类的同时,也增加了两个工具类 EnumSet 和 EnumMap,这两个类都放在 java.util 包中。EnumSet 是一个针对枚举类型的高性能的 Set 接口实现。EnumSet 中装入的所有枚举对象都必须是同一种类型,在其内部,是通过 bit-vector 来实现,也就是通过一个 long 型数。EnumSet 支持在枚举类型的所有值的某个范围中进行迭代。

for (WeekDayEnum day : EnumSet.range(WeekDayEnum.Mon, WeekDayEnum.Fri)) {
    System.out.println(day);
}
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结果如下:

Mon 
Tue 
Wed 
Thu 
Fri
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EnumSet 还提供了很多个类型安全的获取子集的 of 方法:

EnumSet<WeekDayEnum> subset = EnumSet.of(WeekDayEnum.Mon, WeekDayEnum.Wed);
for (WeekDayEnum day : subset) {
    System.out.println(day);
}
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结果如下:

Mon
Wed
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与 EnumSet 类似,EnumMap 也是一个高性能的 Map 接口实现,用来管理使用枚举类型作为 keys 的映射表,内部是通过数组方式来实现。EnumMap 将丰富的和安全的 Map 接口与数组快速访问结合到一起,如果你希望要将一个枚举类型映射到一个值,你应该使用 EnumMap。

# EnumMap 示例

// 定义一个 EnumMap 对象,映射表主键是日期枚举类型,值是颜色枚举类型
private static Map<WeekDayEnum, RainbowColor> schema = 
new EnumMap<WeekDayEnum, RainbowColor>(WeekDayEnum.class); 

static{ 
    // 将一周的每一天与彩虹的某一种色彩映射起来
    for (int i = 0; i < WeekDayEnum.values().length; i++) { 
        schema.put(WeekDayEnum.values()[i], RainbowColor.values()[i]); 
    } 
} 
System.out.println("What is the lucky color today?"); 
System.out.println("It's " + schema.get(WeekDayEnum.Sat));
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运行结果:

What is the lucky color today? 
It's BLUE
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