深入浅出 Java 中枚举的实现原理

Posted 2021-12-15 恒生LIGHT云社区

基本概述

在 JDK1.5 之前，通过定义常量使用的都是：public static fianl。而枚举的设计，就是把相关的常量分组到一个枚举类型里，方便创建和管理。

比如我们要定义一个颜色常量：

public enum Colour 
    RED, YELLOW, BLUE, GREEN

这段代码通过底层编译后，实际创建了4个枚举对象：

new Enum<EnumTest>("RED", 0);
new Enum<EnumTest>("YELLOW", 1);
new Enum<EnumTest>("BLUE", 2);
new Enum<EnumTest>("GREEN", 3);

使用方式

条件选择

enum 能通过 switch 方法进行简单条件判断

Colour color = Colour.RED;
switch (color) 
    case RED:
        System.out.println("红色");
        break;
    case YELLOW:
        System.out.println("黄色");
        break;
    case GREEN:
        System.out.println("绿色");
        break;
    case BLUE:
        System.out.println("蓝色");
        break;
    default:
        System.out.println(color);
        break;

循环遍历

通过循环遍历 .values() 能够取到对象中的值

for (Colour e : Colour.values()) 
    System.out.println(e.toString());

集合映射

在我们使用枚举类型作为集合的类型或映射中的键的类型时，可以使用专门且高效的集合和映射实现。如： java.util.EnumSet 、 java.util.EnumMap

// EnumSet的使用
EnumSet<Colour> colorSet = EnumSet.allOf(Colour.class);
for (Colour color : colorSet) 
    System.out.println(color);


// EnumMap的使用
EnumMap<Colour, String> colorMap = new EnumMap(Colour.class);
colorMap.put(Colour.RED, "红色");
colorMap.put(Colour.YELLOW, "黄色");
colorMap.put(Colour.GREEN, "绿色");
colorMap.put(Colour.BLUE, "蓝色");

Set<Map.Entry<Colour, String>> colorEntries = colorMap.entrySet();
for (Map.Entry<Colour, String> entry : colorEntries) 
    System.out.println(entry.getKey().name() + ":" + entry.getValue());

常用方法

通过 java.lang.Enum 类的源码，可以探索下枚举常用的一些方法和设计思想：

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

// Enum 唯一的构造函数，由于 protected 修饰，所以不能调用这个构造函数。 它供编译器为响应枚举类型声明而发出的代码使用。
protected Enum(String name, int ordinal) 
    this.name = name;
    this.ordinal = ordinal;

```
// 返回此枚举常量的名称，与在其枚举声明中声明的完全相同。
public final String name() 
    return name;

```
// 返回此枚举常量的序数（它在枚举声明中的位置，其中初始常量被分配零序数）。（但大多数程序员不会使用这种方法）
public final int ordinal() 
    return ordinal;

```
// 与指定的对象进行比较以进行排序，当此对象小于、等于或大于指定对象时，返回一个负整数、零或正整数。且只能与相同枚举类型的其他枚举常量进行比较。 
public final int compareTo(E o) 
    Enum<?> other = (Enum<?>)o;
    Enum<E> self = this;
    if (self.getClass() != other.getClass() 
        self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
        throw new ClassCastException();
    return self.ordinal - other.ordinal;

```
// 返回与此枚举常量的枚举类型对应的 Class 对象。
public final Class<E> getDeclaringClass() 
    Class<?> clazz = getClass();
    Class<?> zuper = clazz.getSuperclass();
    return (zuper == Enum.class) ? (Class<E>)clazz : (Class<E>)zuper;

```

## 底层原理

`enum` 的语法结构可能对于正常的 Java 看起来怪怪的，但是通过编译器编译后产生的是一个 `.class` 文件， 可以理解枚举的语法结构是一种规范，使编译器能识别并转化为相应的类，底层实际上还是 `class` 。

```java
public class com.project.demo.Colour extends java.lang.Enum
    public static final com.project.demo.Colour RED;
    public static final com.project.demo.Colour YELLOW;
    public static final com.project.demo.Colour BLUE;
    public static final com.project.demo.Colour GREEN;
    static ;

总结

所以 enum 实际上在 Java 只是一个类的形式存在，它能够更加方便的帮助我们定义常量对象，并且支持定义属性和方法，在一定程度上提高了我们的编程效率。