Java枚举类型(enum)

枚举类型实现原理

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Java API中的java.lang.Enum类，就是说通过关键字enum创建枚举类型，在编译后也是一个类类型而且该类继承自java.lang.Enum类

//定义枚举类型
enum Day {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY,
    THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}

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
        });
    }
}

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，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。注意编译器还为生成两个静态方法，分别是values()和 valueOf()，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，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;

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);
    }
 /**
 执行结果:
   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
   */
}
enum Day {
    MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY,
    THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}

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
 */

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();

提到当枚举实例向上转型为Enum类型后，values()方法将会失效，也就无法一次性获取所有枚举实例变量，但是由于Class对象的存在，即使不使用values()方法，还是有可能一次获取到所有枚举实例变量的，在Class对象中存在如下方法：

//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();
//获取class对象引用
Class<?> clasz = e.getDeclaringClass();
if(clasz.isEnum()) {
    Day[] dsz = (Day[]) clasz.getEnumConstants();
    System.out.println("dsz:"+Arrays.toString(dsz));
}

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

enum类中定义抽象方法

enum类允许我们为其定义抽象方法，然后使每个枚举实例都实现该方法，以便产生不同的行为方式，注意abstract关键字对于枚举类来说并不是必须的如下：

public enum EnumDemo3 {

    FIRST{
        @Override
        public String getInfo() {
            return "FIRST TIME";
        }
    },
    SECOND{
        @Override
        public String getInfo() {
            return "SECOND TIME";
        }
    }

    ;

    /**
     * 定义抽象方法
     * @return
     */
    public abstract String getInfo();

    //测试
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("F:"+EnumDemo3.FIRST.getInfo());
        System.out.println("S:"+EnumDemo3.SECOND.getInfo());
        /**
         输出结果:
         F:FIRST TIME
         S:SECOND TIME
         */
    }
}

需要对一组数据进行分类，比如进行食物菜单分类而且希望这些菜单都属于food类型，appetizer(开胃菜)、mainCourse(主菜)、dessert(点心)、Coffee等，每种分类下有多种具体的菜式或食品，此时可以利用接口来组织

public interface Food {
  enum Appetizer implements Food {
    SALAD, SOUP, SPRING_ROLLS;
  }
  enum MainCourse implements Food {
    LASAGNE, BURRITO, PAD_THAI,
    LENTILS, HUMMOUS, VINDALOO;
  }
  enum Dessert implements Food {
    TIRAMISU, GELATO, BLACK_FOREST_CAKE,
    FRUIT, CREME_CARAMEL;
  }
  enum Coffee implements Food {
    BLACK_COFFEE, DECAF_COFFEE, ESPRESSO,
    LATTE, CAPPUCCINO, TEA, HERB_TEA;
  }
}

public class TypeOfFood {
  public static void main(String[] args) {
    Food food = Appetizer.SALAD;
    food = MainCourse.LASAGNE;
    food = Dessert.GELATO;
    food = Coffee.CAPPUCCINO;
  }
}

枚举型确实也被switch所支持，在java 1.7后switch也对字符串进行了支持

enum Color {GREEN,RED,BLUE}

public class EnumDemo4 {

    public static void printName(Color color){
        switch (color){
            case BLUE: //无需使用Color进行引用
                System.out.println("蓝色");
                break;
            case RED:
                System.out.println("红色");
                break;
            case GREEN:
                System.out.println("绿色");
                break;
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        printName(Color.BLUE);
        printName(Color.RED);
        printName(Color.GREEN);

        //蓝色
        //红色
        //绿色
    }
}

枚举单例

public enum  SingletonEnum {
    INSTANCE;
    private String name;
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }
}

使用SingletonEnum.INSTANCE进行访问，也就避免调用getInstance方法，更重要的是使用枚举单例的写法，完全不用考虑序列化和反射的问题。枚举序列化是由jvm保证的，每一个枚举类型和定义的枚举变量在JVM中都是唯一的，在枚举类型的序列化和反序列化上，Java做了特殊的规定：在序列化时Java仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中，反序列化的时候则是通过java.lang.Enum的valueOf方法来根据名字查找枚举对象。同时，编译器是不允许任何对这种序列化机制的定制，并禁用writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法，从而保证了枚举实例的唯一性，不妨再次看看Enum类的valueOf方法：

public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType,
                                              String name) {
      T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name);
      if (result != null)
          return result;
      if (name == null)
          throw new NullPointerException("Name is null");
      throw new IllegalArgumentException( "No enum constant " + enumType.getCanonicalName() + "." + name);
  }

通过调用enumType(Class对象的引用)的enumConstantDirectory方法获取到的是一个Map集合，在该集合中存放了以枚举name为key和以枚举实例变量为value的Key&Value数据，因此通过name的值就可以获取到枚举实例，看看enumConstantDirectory方法源码：

Map<String, T> enumConstantDirectory() {
        if (enumConstantDirectory == null) {
            //getEnumConstantsShared最终通过反射调用枚举类的values方法
            T[] universe = getEnumConstantsShared();
            if (universe == null)
                throw new IllegalArgumentException(
                    getName() + " is not an enum type");
            Map<String, T> m = new HashMap<>(2 * universe.length);
            //map存放了当前enum类的所有枚举实例变量，以name为key值
            for (T constant : universe)
                m.put(((Enum<?>)constant).name(), constant);
            enumConstantDirectory = m;
        }
        return enumConstantDirectory;
    }
    private volatile transient Map<String, T> enumConstantDirectory = null;

枚举序列化确实不会重新创建新实例，jvm保证了每个枚举实例变量的唯一性，看看反射到底能不能创建枚举，下面试图通过反射获取构造器并创建枚举：

public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchMethodException {
  //获取枚举类的构造函数(前面的源码已分析过)
   Constructor<SingletonEnum> constructor=SingletonEnum.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
   constructor.setAccessible(true);
   //创建枚举
   SingletonEnum singleton=constructor.newInstance("otherInstance",9);
  }

Exception in thread "main" java.lang.IllegalArgumentException: Cannot reflectively create enum objects
    at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:417)
    at zejian.SingletonEnum.main(SingletonEnum.java:38)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
    at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)

不能使用反射创建枚举类，这是为什么呢？不妨看看newInstance方法源码：

 public T newInstance(Object ... initargs)
        throws InstantiationException, IllegalAccessException,
               IllegalArgumentException, InvocationTargetException
    {
        if (!override) {
            if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
                Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
                checkAccess(caller, clazz, null, modifiers);
            }
        }
        //这里判断Modifier.ENUM是不是枚举修饰符，如果是就抛异常
        if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)
            throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
        ConstructorAccessor ca = constructorAccessor;   // read volatile
        if (ca == null) {
            ca = acquireConstructorAccessor();
        }
        @SuppressWarnings("unchecked")
        T inst = (T) ca.newInstance(initargs);
        return inst;
    }

https://blog.csdn.net/javazejian/article/details/71333103（推荐）

posted on 2018-10-09 12:51 溪水静幽阅读(490) 评论(0) 收藏举报