Java基础—枚举

定义

　　枚举（enum）类型是Java 5新增的特性，它是一种新的类型，允许用常量来表示特定的数据片断，而且全部都以类型安全的形式来表示。

为什么要用枚举

　　在java语言中还没有引入枚举类型之前，表示枚举类型的常用模式是声明一组具有int常量。之前我们通常利用public final static 方法定义的代码如下。

public class DayDemo {
    public static final int MONDAY =1;
    public static final int TUESDAY=2;
    public static final int WEDNESDAY=3;
    public static final int THURSDAY=4;
    public static final int FRIDAY=5;
    public static final int SATURDAY=6;
    public static final int SUNDAY=7;
}

　　这种方法称作int枚举模式。可这种模式有什么问题呢，我们都用了那么久了，应该没问题的。通常我们写出来的代码都会考虑它的安全性、易用性和可读性。 首先我们来考虑一下它的类型安全性。当然这种模式不是类型安全的。比如说我们设计一个函数，要求传入某个值。但是使用int类型，我们无法保证传入的值为合法，编译器也不会提出任何警告，因此这种方式在枚举出现后并不提倡。

　　现在我们利用枚举类型来重新定义上述的常量，同时也感受一把枚举定义的方式，如下定义周一到周日的常量

public class EnumDemo {
    public static void main(String[] args){
        //直接引用
        Day day =Day.MONDAY;
    }
}
//定义枚举类型
enum Day {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY,
    THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}

　　相当简洁，在定义枚举类型时我们使用的关键字是enum，与class关键字类似，只不过前者是定义枚举类型，后者是定义类类型。枚举类型Day中分别定义了从周一到周日的值，这里要注意，值一般是大写的字母，多个值之间以逗号分隔。同时我们应该知道的是枚举类型可以像类(class)类型一样，定义为一个单独的文件，当然也可以定义在其他类内部，更重要的是枚举常量在类型安全性和便捷性都很有保证，如果出现类型问题编译器也会提示我们改进，但务必记住枚举表示的类型其取值是必须有限的，也就是说每个值都是可以枚举出来的，比如上述描述的一周共有七天。

枚举的实现原理

　　我们大概了解了枚举类型的定义与简单使用后，现在有必要来了解一下枚举类型的基本实现原理。实际上在使用关键字enum创建枚举类型并编译后，编译器会为我们生成一个相关的类，这个类继承了Java API中的java.lang.Enum类，也就是说通过关键字enum创建枚举类型在编译后事实上也是一个类类型而且该类继承自java.lang.Enum类。

　　我们来看看反编译Day.class文件：

//反编译Day.class
final class Day extends Enum
{
    //编译器为我们添加的静态的values()方法
    public static Day[] values()
    {
        return (Day[])$VALUES.clone();
    }
    //编译器为我们添加的静态的valueOf()方法，注意间接调用了Enum也类的valueOf方法
    public static Day valueOf(String s)
    {
        return (Day)Enum.valueOf(com/zejian/enumdemo/Day, s);
    }
    //私有构造函数
    private Day(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }
     //前面定义的7种枚举实例
    public static final Day MONDAY;
    public static final Day TUESDAY;
    public static final Day WEDNESDAY;
    public static final Day THURSDAY;
    public static final Day FRIDAY;
    public static final Day SATURDAY;
    public static final Day SUNDAY;
    private static final Day $VALUES[];

    static
    {
        //实例化枚举实例
        MONDAY = new Day("MONDAY", 0);
        TUESDAY = new Day("TUESDAY", 1);
        WEDNESDAY = new Day("WEDNESDAY", 2);
        THURSDAY = new Day("THURSDAY", 3);
        FRIDAY = new Day("FRIDAY", 4);
        SATURDAY = new Day("SATURDAY", 5);
        SUNDAY = new Day("SUNDAY", 6);
        $VALUES = (new Day[] {
            MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
        });
    }
}

　　从反编译的代码可以看出编译器确实帮助我们生成了一个Day类(注意该类是final类型的，将无法被继承)而且该类继承自java.lang.Enum类，该类是一个抽象类(稍后我们会分析该类中的主要方法)，除此之外，编译器还帮助我们生成了7个Day类型的实例对象分别对应枚举中定义的7个日期，这也充分说明了我们前面使用关键字enum定义的Day类型中的每种日期枚举常量也是实实在在的Day实例对象，只不过代表的内容不一样而已。

　　到此我们也就明白了，使用关键字enum定义的枚举类型，在编译期后，也将转换成为一个实实在在的类，而在该类中，会存在每个在枚举类型中定义好变量的对应实例对象，如上述的MONDAY枚举类型对应public static final Day MONDAY;

　　同时编译器会为该类创建两个方法，分别是values()和valueOf()。ok~，到此相信我们对枚举的实现原理也比较清晰，下面我们深入了解一下java.lang.Enum类以及values()和valueOf()的用途。

枚举类常用方法

　　Enum是所有 Java 语言枚举类型的公共基本类（注意Enum是抽象类），以下是它的常见方法：

返回类型	方法名称	方法说明
int	compareTo(E o)	比较此枚举与指定对象的顺序
boolean	equals(Object other)	当指定对象等于此枚举常量时，返回 true。
Class<?>	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	static 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。

　　这里主要说明一下ordinal()方法，该方法获取的是枚举变量在枚举类中声明的顺序，下标从0开始，如日期中的MONDAY在第一个位置，那么MONDAY的ordinal值就是0，如果MONDAY的声明位置发生变化，那么ordinal方法获取到的值也随之变化，注意在大多数情况下我们都不应该首先使用该方法，毕竟它总是变幻莫测的。compareTo(E o)方法则是比较枚举的大小，注意其内部实现是根据每个枚举的ordinal值大小进行比较的。name()方法与toString()几乎是等同的，都是输出变量的字符串形式。至于valueOf(Class<T> enumType, String name)方法则是根据枚举类的Class对象和枚举名称获取枚举常量，注意该方法是静态的，下面的代码演示了上述方法：

package com.zejian.enumdemo;

public class EnumDemo {

    public static void main(String[] args){

        //创建枚举数组
        Day[] days=new Day[]{Day.MONDAY, Day.TUESDAY, Day.WEDNESDAY,
                Day.THURSDAY, Day.FRIDAY, Day.SATURDAY, Day.SUNDAY};

        for (int i = 0; i <days.length ; i++) {
            System.out.println("day["+i+"].ordinal():"+days[i].ordinal());
        }

        System.out.println("-------------------------------------");
        //通过compareTo方法比较,实际上其内部是通过ordinal()值比较的
        System.out.println("days[0].compareTo(days[1]):"+days[0].compareTo(days[1]));
        System.out.println("days[0].compareTo(days[1]):"+days[0].compareTo(days[2]));

        //获取该枚举对象的Class对象引用,当然也可以通过getClass方法
        Class<?> clazz = days[0].getDeclaringClass();
        System.out.println("clazz:"+clazz);

        System.out.println("-------------------------------------");

        //name()
        System.out.println("days[0].name():"+days[0].name());
        System.out.println("days[1].name():"+days[1].name());
        System.out.println("days[2].name():"+days[2].name());
        System.out.println("days[3].name():"+days[3].name());

        System.out.println("-------------------------------------");

        System.out.println("days[0].toString():"+days[0].toString());
        System.out.println("days[1].toString():"+days[1].toString());
        System.out.println("days[2].toString():"+days[2].toString());
        System.out.println("days[3].toString():"+days[3].toString());

        System.out.println("-------------------------------------");

        Day d=Enum.valueOf(Day.class,days[0].name());
        Day d2=Day.valueOf(Day.class,days[0].name());
        System.out.println("d:"+d);
        System.out.println("d2:"+d2);
    }

}
enum Day {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY,
    THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}

运行结果：

　　day[0].ordinal():0
   day[1].ordinal():1
   day[2].ordinal():2
   day[3].ordinal():3
   day[4].ordinal():4
   day[5].ordinal():5
   day[6].ordinal():6
   -------------------------------------
   days[0].compareTo(days[1]):-1
   days[0].compareTo(days[1]):-2
   clazz:class com.zejian.enumdemo.Day
   -------------------------------------
   days[0].name():MONDAY
   days[1].name():TUESDAY
   days[2].name():WEDNESDAY
   days[3].name():THURSDAY
   -------------------------------------
   days[0].toString():MONDAY
   days[1].toString():TUESDAY
   days[2].toString():WEDNESDAY
   days[3].toString():THURSDAY
   -------------------------------------
   d:MONDAY
   d2:MONDAY

编译器生成的Values方法与ValueOf方法

　　values()方法和valueOf(String name)方法是编译器生成的static方法，下面通过代码来演示这两个方法的作用：

Day[] days2 = Day.values();
System.out.println("day2:"+Arrays.toString(days2));
Day day = Day.valueOf("MONDAY");
System.out.println("day:"+day);

/**
 输出结果:
 day2:[MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY]
 day:MONDAY
 */

　　从结果可知道，values()方法的作用就是获取枚举类中的所有变量，并作为数组返回，而valueOf(String name)方法与Enum类中的valueOf方法的作用类似-根据名称获取枚举变量，只不过编译器生成的valueOf方法更简洁些只需传递一个参数。这里我们还必须注意到，由于values()方法是由编译器插入到枚举类中的static方法，所以如果我们将枚举实例向上转型为Enum，那么values()方法将无法被调用，因为Enum类中并没有values()方法，valueOf()方法也是同样的道理，注意是一个参数的。

 //正常使用
Day[] ds=Day.values();
//向上转型Enum
Enum e = Day.MONDAY;
//无法调用,没有此方法
//e.values();

枚举类的基本使用

常量的使用 

　　可以把相关的常量分组到一个枚举类型里，而且枚举提供了比常量更多的方法。

package com;

public enum Color {
     RED, GREEN, BLANK, YELLOW
}

package com;

public class B {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println( isRed( Color.BLANK ) ) ;  //结果： false
        System.out.println( isRed( Color.RED ) ) ;    //结果： true

    }

    static boolean isRed( Color color ){
        if ( Color.RED.equals( color )) {
            return true ;
        }
        return false ;
    }
}

switch

package com;

public class B {
    public static void main(String[] args) {
        showColor( Color.RED );
    }

    static void showColor(Color color){
        switch ( color ) {
        case BLANK:
            System.out.println( color );
            break;
        case RED :
            System.out.println( color );
            break;
        default:
            System.out.println( color );
            break;
        }
    }
}

自定义函数

public enum Color {
    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;
    }

    // 自定义方法
    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;
    }
    }

package com;

public class B {
    public static void main(String[] args) {

        //输出某一枚举的值
        System.out.println( Color.RED.getName() );
        System.out.println( Color.RED.getIndex() );

        //遍历所有的枚举
        for( Color color : Color.values()){
            System.out.println( color + "  name: " + color.getName() + "  index: " + color.getIndex() );
        }
    }

}

输出结果：

红色
1
RED name: 红色 index: 1
GREEN name: 绿色 index: 2
BLANK name: 白色 index: 3
YELLO name: 黄色 index: 4

参考：

Java 枚举类的基本使用

java enum(枚举)使用详解 + 总结

深入理解Java枚举类型(enum)

Java的枚举类型使用方法详解