Java 枚举

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Java 枚举相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

概念

枚举的作用是定义一个取值范围,在该取值范围内取值,取值方式有以下特点:

  • 取值只能在枚举定义的范围内进行。
  • 范围内的所有值,彼此之间不能重复,每个值都具有唯一性。
  • 取值可以取范围内定义的任意一个值。

Java 中的枚举是在 1.5 中加入,使用关键字 enum 标记,全称是 enumeration,其对应的类是 Enum 类。创建 enum 时,编译器会为你生成一个相关的类,这个类继承自 java.lang.Enum

定义

枚举的定义是使用关键字 enum 进行定义的。如下:

public enum Sex {
    MALE("male"), FEMALE("female"), UNKNOWN("unknown");

    /**
     * 构造方法默认是私有的
     * */
    Sex(String sexDescription) {
        this.sexDescription = sexDescription;
    }

    @Override 
    public String toString() {
        return "Sex Array: " + values();
    }
}

定义的枚举值,枚举值默认为从0开始的有序数值。即上面定义的枚举中,MALE == 0,FEMALE == 1,UNKNOWN == 2。

事实上,enum是一种受限制的类,并且具有自己的方法。让我们先来看看枚举有哪些常用方法:

方法名 返回类型 方法说明
compareTo(E o) ?? int ?? 比较与指定对象的顺序
equals(Object other) ?? boolean ?? 比较与指定对象是否相等
getDeclaringClass() ?? Class<?> ?? 获取枚举常量对应的 Class 对象
name() ?? String ?? 返回此枚举常量的名称。方法被声明为final,不可被重写
toString() ?? String ?? 返回此枚举常量的描述
valueOf(Class enumType, String name) ?? T ?? 静态方法,返回指定类型的枚举常量。
valus() ?? static T[] ?? 静态方法,返回枚举常量中的声明

默认情况下,nametoString 方法都可以用来获取枚举常量的声明名字,但是二者的使用还是有所区别,具体的使用形式如下(以下文字摘自StackOverflow):

这实际上取决于你想要对返回值做什么:

  • 如果您需要获取用于声明枚举常量的确切名称,则应使用 name(),因为 name 方法被声明成了 final,不可被重写。二是因为 toString 方法可能已被覆盖。
  • 如果您想以用户友好的方式打印枚举常量,您应该使用可以被重写的 toString 方法。

如果觉得使用 name 或者 toString 仍然有困惑,则可以自定义一个如 getXXXDescription() 的带有说明性质的方法。

方法

让我们来看看相关方法的使用:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Sex male = Sex.MALE;
        // 比较大小,小于目标,返回负值(不一定为 -1);大于目标,返回正值;等于目标,返回 0
        int sortSubtraction = male.compareTo(Sex.UNKNOWN);
        // 返回枚举实例的值,像 valueOf、values 等是静态方法,不能用在枚举实例上
        int value = male.ordinal();
        // 获取枚举实例的名字,此处返回的是:male
        String name = male.name();
        // 获取 Sex 中定义的所有枚举实例
        Sex[] sexs = Sex.values();
        // 获取女性性别
        Sex female = Sex.valueOf("female");
    }
}

抽象方法

枚举可以继承自 Enum 类,但是 Enum 类中的方法除了 toString 以外,其他的都被声明为了 final。所以即使我们继承了 Enum,也只能重写 toString 方法。但是,在枚举中,我们可以定义抽象方法,自己实现,如下:

public enum EnumDemo {
    // 实现方法后,必须加分号,故建议在 enum 中还是形成加分号的习惯
    FIRST {
        @Override public String getInfo() {
            return "first";
        }
    },
    SECOND {
        @Override public String getInfo() {
            return "second";
        }
    };

    /**
     * 抽象方法,需要被重写
     * */
    public abstract String getInfo();
}

实现接口

上面定义了两个枚举实例都实现了抽象方法。另外,enum 也可以实现接口,如下:

interface I {
    void doSth();
}

public enum EnumDemo2 implements I{
    ONE;
    public void doSth() {
        // 实现接口中的方法
    }
}

注意:enum 不能继承类,因为所有的类都继承自 Enum 类,Java 不允许多重继承。

使用 switch 语句

public void getTrafficInstruct(Sex sex) {
    switch (sex) {
        case MALE:
            ...
            break;
        case FEMALE:
            ...
            break;
        default:
            ...
            break;
    }
}

EnumSet 枚举集合

EnumSet 是一个专为枚举设计的集合类,EnumSet中的所有元素都必须是指定枚举类型的枚举值。其有以下一些特点:

  • EnumSet 方法是个抽象类,无暴露出来的构造器,不能通过new关键字创建,只能通过其他的方法创建。创建的结果是 EnumSet 的子类。
  • EnumSet 集合不允许加入 null 元素,如果试图插入 null 元素,EnumSet 将抛出 NullPointerException 异常。
  • EnumSet 的集合元素是有序的,EnumSet 以枚举值在 Enum 类内的定义顺序来决定集合元素的顺序。
  • EnumSet 在内部以位向量的形式存储,这种存储形式非常紧凑、高效。因此EnumSet对象占用内存很小,运行效率很好。

EnumSet 中的常用方法介绍:

方法名 返回类型 方法说明
allOf(Class elementType) ?? EnumSet ?? 静态方法,将一个枚举包含的所有枚举值添加到新的集合中
of(E e) ?? EnumSet ?? 静态方法,根据指定的枚举值创建 EnumSet,of 方法有许多同名方法,可以传入不同数量的参数
noneOf(Class elementType) ?? EnumSet ?? 静态方法,创建一个不包含任何枚举值的 EnumSet
retainAll(Collection<?> c) ?? boolean ?? 移除当前集合中所有不在 c 中的元素,即求当前 EnumSet 和 c 的交集
containsAll(Collection<?> c) ?? boolean ?? 判断当前 EnumSet 是否包含所有 c 中的元素

下面,让我们实际来用用这些方法。

首先,定义一个枚举类:

// 一周的枚举类
public enum Day {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;
}

// 工作人员类
public class Worker {
    // 工作人员的姓名
    String name;
    // 工作人员哪几天在上班
    Set<Day> availableDays;

    public Worker(String name, Set<Day> availableDays) {
        this.name = name;
        this.availableDays = availableDays;
    }
}

想象一个场景,在一些工作中,比如医生、客服,不是每个工作人员每天都在的。每个人可工作的时间是不一样的,比如张三可能是周一和周三,李四可能是周四和周六。现在,我们有一些问题需要回答:

  • 有没有哪天一个人都不会来?
  • 有哪些天至少会有一个人来?
  • 有哪些天至少会有两个人来?
  • 有哪些天所有人都会来,以便开会?
  • 哪些人周一和周二都会来?

现在,我们便来回答上面的问题:

  1. 首先,我们需要构建几个工作人员:
// of 方法有不同参数数量的重载方法
new Worker("张三", EnumSet.of(Day.MONDAY, Day.TUESDAY, Day.WEDNESDAY)),
new Worker("李四", EnumSet.of(Day.TUESDAY, Day.THURSDAY, Day.SATURDAY)),
new Worker("王五", EnumSet.of(Day.TUESDAY, Day.THURSDAY))
  1. 开始解决问题:
/**
 * 解决问题:哪些天一个人都不会来?
 * */
private void noneOfPeopleCome() {
    // 定义一个包含所有日期的集合
    Set<Day> days = EnumSet.allOf(Day.class);
    // 排除掉不来人的日子
    for(Worker w : workers){
         days.removeAll(w.getAvailableDays());
    }
    
    System.out.println(days);
}

/**
 * 解决问题:有哪些天至少会有一个人来?这是求工作人员工作日子的并集
 * */
private void atLeastOnePeopleCome() {
    // 先创建一个空集合
    Set<Day> days = EnumSet.noneOf(Day.class);
    // 开始添加日子,集合的特性保证了不会有重复的元素被添加
    for(Worker w : workers){
         days.addAll(w.getAvailableDays());
    }
    
    System.out.println(days);
}

/**
 * 解决问题:有哪些天所有人都会来?这是求工作人员工作日子的交集
 * */
private void allPeopleCome() {
    // 拿到所有工作日子
    Set<Day> days = EnumSet.allOf(Day.class);
    for(Worker w : workers){
        // 求交集,保留所有在 w 中的枚举元素,如果二者不存在交叉,则 days 变为空
         days.retainAll(w.getAvailableDays());
    }
    
    System.out.println(days);
}

/**
 * 解决问题:哪些人周一和周二都会来?
 * */
private void specificDayPeopleCome() {
    // 对象从日子变成了人
    Set<Worker> availableWorkers = new HashSet<>();
    for(Worker w : workers){
         if(w.getAvailableDays().containsAll(EnumSet.of(Day.MONDAY,Day.TUESDAY))){
             availableWorkers.add(w);
         }
    }
    
    // 输出结果
    for(Worker w : availableWorkers){
         System.out.println(w.getName());
    }
}

至此,我想 EnumSet 的大概用法已经讲的差不多了。

EnumMap 枚举字典

EnumMap 类继承自 AbstractMap 抽象类,在 EnumMap 对相应方法做了特别的实现。保证 key 为枚举类型,并且键值对按照枚举类定义的顺序有序。明白了这个区别,剩下的便是常规的 Map 操作了。下面举个例子,接着上面的内容,现在,我要回答一个问题:哪些天至少会有两个人来?

这就涉及到了每一天来的人数了,需要统计。用上 EnumMap 刚好合适。

/**
 * 解决问题:哪些天至少会有两个人来?
 * */
private void atLeastTwoPeopleCome() {
    // EnumMap Key 值为枚举类型,先创建一个 Key 为 Day 类型的空的 EnumMap,单参构造器是为了告诉 EnumMap Key 的类型,不含任何元素
    Map<Day, Integer> countMap = new EnumMap<>(Day.class);
    // 先统计出每天的人数
    for(Worker w : workers){
         for(Day d : w.getAvailableDays()){
             Integer count = countMap.get(d);
             countMap.put(d, count==null?1:count+1);
         }
    }
    // 再找出至少有两个人的天,注意 Map.Entry 的用法
    Set<Day> days = EnumSet.noneOf(Day.class);
    for(Map.Entry<Day, Integer> entry : countMap.entrySet()){
        if(entry.getValue()>=2){
            days.add(entry.getKey());
        }
    }

    System.out.println(days);
}

有人说,枚举使用起来占内存,可以使用注解代替。但是我想说:

  1. 枚举的使用绝不可能是程序 OOM 的罪魁祸首。与其花心思进行枚举的优化,不如多找找图片的显示、视频的播放、内存泄漏等问题。
  2. 在程序内部,可以使用注解代替枚举,因为编译器会帮你检查。但是如果需要将程序的接口暴露出去,或者是提供 Jar 包、aar 包,建议还是使用枚举。这样可以规范代码,避免使用出错。

至此,枚举的使用介绍便告一段落了。后面会讲解使用枚举构建单例。

以上是关于Java 枚举的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

带有红宝石集合/可枚举的酷技巧和富有表现力的片段[关闭]

Java 枚举类的基本使用

PAT1049-----枚举法,找规律题,注意降低时间复杂度

java代码在片段活动中不起作用

java 代码片段【JAVA】

# Java 常用代码片段