枚举探索

2018-01-02 本文已影响0人胡几手

枚举是一种很常用的java功能，他可以将一组具名的值的有限集合创建伟一种新的类型，而且这些值可是作为常规的程序组件使用。我们在平常开发中只是简单的使用枚举，例如通过枚举来定义一组常量。下面我们通过进一步的探索来更深入的了解枚举这个工具。

枚举的特性

作为程序员，一言不合就上代码：

//:Fruit.java
enum Fruit {
    APPLE, PEAR, ORANGE;
    public String toString() {
        return "# " + ordinal() + " " + name();
    }
}
//:FruitTest.java
public class FruitTest {
    public static void main(String[] args) {
        for(Fruit fruit : Fruit.values()) {
            System.out.println("ordinal: " + fruit.ordinal());
            System.out.println(fruit.compareTo(Fruit.PEAR) + " ,");
            System.out.println(fruit.equals(Fruit.PEAR) + " ,");
            System.out.println(fruit.toString());
            System.out.println("-------------------");
        }
    }
}

运行结果如下!

执行结果

我们可以看出来枚举有以下特性：

我们可以像使用类一样使用枚举，覆盖toString()方法；
如果需要在枚举里写方法，需要在最后一个定义的枚举值后面加分号；
values()静态方法返回enum实例的数组；
每个枚举值都有一个编号，从0开始，通过ordinal()方法返回；
枚举实现了Comparable接口，还有equals方法；
name()方法返回实例声明时的名字。

还有一些看不出来的特性：

枚举不能被继承；
定义枚举时可以实现接口，但是不能继承类。

探寻背后的原因

将Fruit.class文件执行以下javap反编译一下：

反编译Fruit

看看反编译出来的代码：

枚举本质上就是一个类，因为是用class声明的；
枚举继承了java.lang.Enum类，所以不能再继承其他的类了，因为java是单继承的，但是还可以实现接口的；
枚举是被final修饰的类，所以枚举不能被继承；

既然枚举是继承了java.lang.Enum类，那我们来看一下Enum类的结构：

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
        implements Comparable<E>, Serializable {

Enum结构
这也正好证实了枚举实现了Comparable接口的说法。
并且Enum类定义了ordinal() 方法，所以我们可以直接调用。
不过这里细心的人可能发现了一个奇怪的点：上面定义的Fruit枚举反编译出来有一个values()方法，但是这个方法我们既没有在Fruit里面定义，Enum类中也没有定义，那么这个方法是那里来的呢？
答案是values()方法是由编译器添加的，在创建Fruit的过程中，编译器还添加了valueOf()方法，该方法不同于Enum中的valueOf()方法，Enum中的valueOf方法需要两个参数，而编译器新增的valueOf方法则只需要一个参数。

枚举的用途

枚举最常用的就是被定义成一组值当作常量使用，而且枚举也是支持switch语句的，例如：

enum Color{
    RED,GREEN,BLUE;
}
public class Hello {
    public static void main(String[] args){
        Color color=Color.RED;
        int counter=10;
        while (counter-->0){
            switch (color){
                case RED:
                    System.out.println("Red");
                    color=Color.BLUE;
                    break;
                case BLUE:
                    System.out.println("Blue");
                    color=Color.GREEN;
                    break;
                case GREEN:
                    System.out.println("Green");
                    color=Color.RED;
                    break;
            }
        }
    }
}

但是更多程序员喜欢用static final去定义一组常量使用，例如：

class IntEnum {
    public static final int APPLE = 0;
    public static final int PEAR = 1;
    public static final int ORANGE = 2;
}

但是通过枚举的方式与通过static final的方式相比有以下优点：

由static final实现的枚举很难保证安全性，即当调用不在枚举范围内的数值时，需要额外的维护，而枚举方式则不存在此问题；
枚举方式更利于log的查看。

但是枚举方式相比与static final方式相比也是有缺点的：那就是枚举会占用更大的内存。也正因为如此，谷歌推荐在安卓开发中尽量使用static final的方式代替枚举。

其实除此之外枚举还有个更巧妙的用处：单例模式。
用枚举实现单例模式的代码简单到你不敢相信自己的眼睛：

enum Sington {
    INSTANCE
}

对，就是这么简单，你就实现了一个线程安全，保证单例，自由序列化的单例模式。下面就来说说为什么。
1，通过前面的探索我们直到枚举就是通过class实现的，所以我们是可以自由扩展成员变量和方法的；
2，enum有且仅有私有构造方法（枚举构造方法的private可以省略），这恰好契合单例模式的要求；
3，通过前面反编译枚举的class文件我们知道：枚举量的实现其实是public static final T 类型的未初始化变量。如果枚举量有伴随参数并且手动添加了构造器，那么将会解析成一个静态的代码块在类加载时对变量进行初始化。这就类似于饿汉式的单例模式，从而式线程安全的；
4，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，所以枚举天然可以防止被反序列化攻击。

到此为止就算是完成了一次浅尝则止的探索，其实枚举还有其他一些用途比如：责任链模式，多路分发等，与enum相关的还有EnumSet，EnumMap等这里就不展开了，如果有兴趣可以自行阅读Thinking in Java的枚举类型相关的章节。

枚举探索

枚举的特性

探寻背后的原因

枚举的用途

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