为啥枚举的构造函数不能访问静态字段？

Posted 2023-02-26

【中文标题】为啥枚举的构造函数不能访问静态字段？

【英文标题】：Why can't enum's constructor access static fields?为什么枚举的构造函数不能访问静态字段？

【发布时间】：2010-10-01 10:25:06

【问题描述】：

为什么枚举的构造函数不能访问静态字段和方法？这对于类是完全有效的，但对于枚举是不允许的。

我想要做的是将我的枚举实例存储在静态地图中。考虑这个允许通过缩写查找的示例代码：

public enum Day 
    Sunday("Sun"), Monday("Mon"), Tuesday("Tue"), Wednesday("Wed"), Thursday("Thu"), Friday("Fri"), Saturday("Sat");

    private final String abbreviation;

    private static final Map<String, Day> ABBREV_MAP = new HashMap<String, Day>();

    private Day(String abbreviation) 
        this.abbreviation = abbreviation;
        ABBREV_MAP.put(abbreviation, this);  // Not valid
    

    public String getAbbreviation() 
        return abbreviation;
    

    public static Day getByAbbreviation(String abbreviation) 
        return ABBREV_MAP.get(abbreviation);
    

这不起作用，因为枚举不允许在其构造函数中使用静态引用。但是，如果作为类实现，它就可以工作：

public static final Day SUNDAY = new Day("Sunday", "Sun");
private Day(String name, String abbreviation) 
    this.name = name;
    this.abbreviation = abbreviation;
    ABBREV_MAP.put(abbreviation, this);  // Valid

【问题讨论】：

正如***.com/questions/443980/… 所描述的，我们有这个解决方法 Day(String...abbreviations) For.ABBR.put(name(), this); for (String abbr : abbreviations) For.ABBR.put(abbr, this); // 解决方法 ***.com/questions/443980/… private static class For private static final Map ABBR = new HashMap();

【参考方案1】：

在静态字段全部初始化之前调用构造函数，因为静态字段（包括表示枚举值的那些）按文本顺序初始化，并且枚举值总是在其他字段之前。请注意，在您的类示例中，您没有显示 ABBREV_MAP 的初始化位置 - 如果它是 在 SUNDAY 之后，则在初始化类时会出现异常。

是的，这有点麻烦，而且可能设计得更好。

但是，根据我的经验，通常的答案是在所有静态初始化程序的末尾有一个 static 块，并在那里进行所有静态初始化，使用 EnumSet.allOf 获取所有值。

【讨论】：

如果你添加一个嵌套类，那么它的静态属性会在适当的时候被初始化。

哦，不错。我没想到。

有点奇怪，但如果你在枚举构造函数中调用一个静态方法，它返回一个静态值，它将编译得很好——但它返回的值将是该类型的默认值（即 0 , 0.0, '\u0000' 或 null)，即使您明确设置它（除非它被声明为 final）。猜猜这将是一个难以捉摸的！

快速衍生问题@JonSkeet：有什么理由使用EnumSet.allOf 而不是Enum.values()？我问是因为values 是一种幻象方法（在Enum.class 中看不到源代码），我不知道它是什么时候创建的

@Chirlo 有一个question 与此有关。如果您计划使用增强的 for 循环（因为它返回一个数组）对它们进行迭代，Enum.values() 似乎更快，但主要是关于样式和用例。如果您想编写存在于 Java 文档中的代码而不是规范中的代码，使用 EnumSet.allOf() 可能会更好，但无论如何，很多人似乎都熟悉 Enum.values()。

【参考方案2】：

引用JLS, section "Enum Body Declarations":

如果没有这条规则，显然合理的代码会在运行时失败 由于枚举类型固有的初始化循环性。 （一种 循环存在于任何具有“自类型”静态字段的类中。） 以下是可能会失败的代码示例：

enum Color 
    RED, GREEN, BLUE;
    static final Map<String,Color> colorMap = new HashMap<String,Color>();

    Color() 
       colorMap.put(toString(), this);
    

这个枚举类型的静态初始化会抛出一个 NullPointerException 因为静态变量 colorMap 是 枚举常量的构造函数运行时未初始化。这 上面的限制确保这样的代码不会编译。

请注意，该示例可以轻松重构以正常工作：

enum Color 
    RED, GREEN, BLUE;
    static final Map<String,Color> colorMap = new HashMap<String,Color>();

    static 
        for (Color c : Color.values())
            colorMap.put(c.toString(), c);
    

重构后的版本显然是正确的，因为静态初始化从上到下发生。

【参考方案3】：

当一个类在 JVM 中加载时，静态字段会按照它们在代码中出现的顺序进行初始化。例如

public class Test4 
        private static final Test4 test4 = new Test4();
        private static int j = 6;
        Test4() 
            System.out.println(j);
        
        private static void test() 
        
        public static void main(String[] args) 
            Test4.test();
        
    

输出将为 0。请注意，test4 初始化发生在静态初始化过程中，在此期间 j 尚未初始化，因为它稍后会出现。现在，如果我们切换静态初始化器的顺序，使得 j 在 test4 之前。输出将是 6。但在枚举的情况下，我们无法更改静态字段的顺序。枚举中的第一件事必须是实际上是枚举类型的静态最终实例的常量。因此，对于枚举，它始终保证静态字段不会在枚举常量之前初始化。因为我们不能为静态字段提供任何合理的值以用于枚举构造函数，在枚举构造函数中访问它们将毫无意义。

【参考方案4】：

问题通过嵌套类解决。优点：它更短，CPU消耗也更好。缺点：JVM 内存中多了一个类。

enum Day 

    private static final class Helper 
        static Map<String,Day> ABBR_TO_ENUM = new HashMap<>();
    

    Day(String abbr) 
        this.abbr = abbr;
        Helper.ABBR_TO_ENUM.put(abbr, this);

    

    public static Day getByAbbreviation(String abbr) 
        return Helper.ABBR_TO_ENUM.get(abbr);
    

【参考方案5】：

也许这就是你想要的

public enum Day 
    Sunday("Sun"), 
    Monday("Mon"), 
    Tuesday("Tue"), 
    Wednesday("Wed"), 
    Thursday("Thu"), 
    Friday("Fri"), 
    Saturday("Sat");

    private static final Map<String, Day> ELEMENTS;

    static 
        Map<String, Day> elements = new HashMap<String, Day>();
        for (Day value : values()) 
            elements.put(value.element(), value);
        
        ELEMENTS = Collections.unmodifiableMap(elements);
    

    private final String abbr;

    Day(String abbr) 
        this.abbr = abbr;
    

    public String element() 
        return this.abbr;
    

    public static Day elementOf(String abbr) 
        return ELEMENTS.get(abbr);
    

【讨论】：

在这里使用Collections.unmodifiableMap() 是一个非常好的做法。 +1

正是我想要的。我也喜欢看 Collections.unmodifiableMap。谢谢！