《Android 高性能编程》—— @IntDef 注解,减缓枚举的使用

枚举与IntDef详解
本文探讨了枚举与IntDef在代码中的应用差异。枚举增强了代码的可读性和线程安全性,但可能导致内存占用增加。IntDef注解简化了整型值到枚举的转换,提升了代码维护性。

在书中的 P120 - 123,有介绍枚举,因为枚举对开发者友好,数量有限的元素、描述性的文字,可以增强代码的可读性,并且还支持多态。

但是在性能上说,使用枚举却不一定是最佳的选择,因为枚举在经过编译器之后,变成了一个抽象类,它继承了 java.lang.Enum,为其定义的枚举常量则会变成相应的内部类,等。(具体见:java枚举类型的实现原理

所以文中有提替代枚举的主要方式就是利用类的 public static 来声明整形值,如下:

public enum TYPE_ENUM {
    TYPE1,
    TYPE2,
    TYPE3
}

可替代为:

public class TYPE_CLASS {
    public static final int TYPE1 = 1;
    public static final int TYPE2 = 2;
    public static final int TYPE3 = 3;
}

简单的说,使用枚举会消耗更大的内存,相应的也会增加耗时,而类的静态变量的实现方式更加轻量级,就如上面的示例,仅分配了 3 个整型值,更节省内存。

另外,枚举需要被复制到每个使用到它的进程中,因此在多进程应用程序中,枚举会增加额外的消耗。但是从另外一个角度来说,枚举是可以保证线程安全的。


在上面有说过,如果使用枚举,是可以增强代码可读性的,因为枚举使得枚举常量限制在一个有限的集合内,在取值时只能取集合内存在的值,就如在 switch 语句中:

//type 为枚举 TYPE_ENUM 类型,非类 TYPE_CLASS 类型,
//只能取值 {TYPE.TYPE1TYPE.TYPE2TYPE.TYPE3} 中的一个
TYPE_ENUM type;

switch (type) {
    case TYPE_ENUM.TYPE1:break;
    case TYPE_ENUM.TYPE2:break;
    case TYPE_ENUM.TYPE3:break;
}

但是,一般情况下,当用类的静态变量实现类似于枚举的效果时,是不能像枚举那样,限制变量的取值:

//type_ 类型为 TYPE_CLASS 定义的静态常量类型,即 int 型,因此 type_ 可以定义为任意 int 型的数据
//不能像枚举那样限制其取值范围
int type_ ;//can set any int value \

switch (type_) {
    case TYPE_CLASS.TYPE1:break;
    case TYPE_CLASS.TYPE2:break;
    case TYPE_CLASS.TYPE3:break;
}

为了减缓上述问题,Android 提供一个有用的注解,用于简化从枚举到整型值的转换:@IntDef(实现 String 类型的效果时用 @StringDef,还有 LongDef ),使用示例如下:

android.support.annotation 下,可能需要导入:com.android.support:support-annotations

public class TYPE_CLASS {

    //本质上还是 int 类型的,因此作为成员变量时,mType 的默认值还是 0
    //只是为了避免警告,不能显示的设置为具体的数值
    private @Type int mType;

    //这几个常量实际上还是属于 TYPE_CLASS 的,只不过集合在 @Type(即自己创建的注解)中
    public static final int TYPE1 = 1;
    public static final int TYPE2 = 2;
    public static final int TYPE3 = 3;

    //以注解的将几个整形值集合起来,转换为类似枚举的东西
    @IntDef({TYPE1, TYPE2, TYPE3})
    @interface Type{}//声明自己创建的注解名

    public void setType(@Type int type) {
        this.mType = type;
    }

    @Type
    public int getType() {
        return mType;
    }
}

基本的实现就是在原基础上使用 @IntDef 注解设置一个 @interface(示例中命名为 Type),把需要的几个整形值都列出来,然后在使用且对变量声明类型的时候,加上 @Type 即可,如上述的 setType()getType() 方法。或者是在 switch 语句中使用:

private void test(@TYPE_CLASS.Type int type) {
    switch (type) {
        case TYPE_CLASS.TYPE1:
            break;
        case TYPE_CLASS.TYPE2:
            break;
        case TYPE_CLASS.TYPE3:
            break;
    }
}

然后在使用的时候,如果 @Type 类型的变量没有赋值为前面设定的那几个值(而且必须为声明名字 TYPE1, TYPE2, TYPE3,而不能是其具体的值),编译器就会发出警告:
这里写图片描述
TYPE_CLASS.TYPE1 的值就为 1,但是对 test()type 参数直接赋值为 1,也会发出警告。
这里写图片描述

但是,需要注意的是,即是发出了警告,但是代码还是能正常通过编译的,因为上述的实现只是 Android 提供的一个注解,就类似于语法糖,只是检查代码的作用,编译层面没有实质的改变。

switch (type) {
    case 1:
        break;
    case 2:
        break;
    case 3:
        break;
}

本质还是:

switch (type) {
    case TYPE_CLASS.TYPE1:
        break;
    case TYPE_CLASS.TYPE2:
        break;
    case TYPE_CLASS.TYPE3:
        break;
}

且在 switch 语句中用具体的对应的值代替 TYPE_CLASS.X,编译器是不会发出警告的。

( @SringDef 的用法类似)

另外,IntDef 还有一个 flag 属性,是布尔类型的(LongDef 也有,SringDef 没有),使用方法如下:

@IntDef(flag = true, value = {TYPE1, TYPE2, TYPE3})
@interface Type{}

其作用就是定义常量是否可以用作标志(flag = true),使得多个常量可以结合使用,或者仅用作枚举(默认值,flag = false)。

文档原文:
Defines whether the constants can be used as a flag, or just as an enum (the default)

仅根据官方文档,还不是很清楚 flag 具体的作用,也没有给出具体的示例,后来在 Stack Overflow 上看到来一个解释:
这里写图片描述
截图自:https://stackoverflow.com/questions/34583796/android-intdef-for-flags-how-to-use-it

意思就是如果 flag 设置为 true,value 中的那些常量指定为标记性质的类型,这样客户端代码就通过 |、& 等操作符同时传递多个常量了。
(引用自:Android注解支持(Support Annotations) - 6. IntDef/StringDef: 类型定义注解


参考文章:

(1)https://developer.android.com/reference/android/support/annotation/IntDef.html
(2)Android中用IntDef、StringDef注解代替Enum枚举类型

<think>我们使用Android的`@IntDef`注解来替代枚举,以限制一个整型变量的取值范围。`@IntDef`是AndroidSupportAnnotations库(或Jetpack中的Annotation库)提供的一个元注解,用于在编译时检查整数值是否在指定的范围内。步骤:1.添加依赖(如果尚未添加):在build.gradle文件中添加:```groovydependencies{implementation'androidx.annotation:annotation:1.7.0'}```2.定义注解使用`@IntDef`注解定义一个注解类型,其中列出允许的整数值。3.使用注解:在需要限制的整型变量(如方法参数、返回值、字段)上使用自定义的注解。4.验证取值:由于`@IntDef`仅在编译时进行静态检查,运行时无法直接验证。但我们可以通过编写工具方法在运行时检查。具体实现:###1.定义注解```javaimportandroidx.annotation.IntDef;//使用@IntDef定义允许的值publicclassStatus{//定义常量publicstaticfinalintSUCCESS=200;publicstaticfinalintNOT_FOUND=404;publicstaticfinalintSERVER_ERROR=500;//定义注解,限定取值@IntDef({SUCCESS,NOT_FOUND,SERVER_ERROR})@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)//仅保留在源码中,编译后不保留public@interfaceStatusCode{}}```###2.使用注解```javapublicclassApiResponse{//使用注解限定字段@StatusCodeprivateintstatus;//使用注解限定参数publicvoidsetStatus(@StatusCodeintstatus){this.status=status;}@StatusCodepublicintgetStatus(){returnstatus;}}```###3.运行时验证(可选)由于`@IntDef`在编译后不会保留(通常使用`RetentionPolicy.SOURCE`),因此运行时无法通过反射获取允许的值。如果需要在运行时验证,可以单独定义一个验证方法:```javapublicclassStatusValidator{publicstaticbooleanisValidStatusCode(intcode){returncode==Status.SUCCESS||code==Status.NOT_FOUND||code==Status.SERVER_ERROR;}}```然后在设置值的地方调用:```javapublicvoidsetStatus(intstatus){if(!StatusValidator.isValidStatusCode(status)){thrownewIllegalArgumentException("Invalidstatuscode");}this.status=status;}```###4.使用示例```javaApiResponseresponse=newApiResponse();response.setStatus(Status.SUCCESS);//正确response.setStatus(400);//编译时可能不会报错(取决于IDE和注解处理器),但运行时会抛出异常(因为我们做了运行时检查)```###注意点:-**编译时检查**:使用AndroidStudio时,如果开启了注解处理,那么直接传入不在列表中的值会在编译时提示错误(或警告)。-**运行时检查**:由于`@IntDef`不保留到运行时,所以必须自己编写运行时验证逻辑(如果需要)。-**多个值**:`@IntDef`支持多个值,也可以使用`flag=true`表示按位或的组合值(类似标志位)。###使用@IntDef作为标志位(flag)```java@IntDef(flag=true,value={FLAG_A,FLAG_B,FLAG_C})@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)public@interfaceFlags{}//使用publicvoidsetFlags(@Flagsintflags){...}```###总结使用`@IntDef`可以有效地在编译时限制整型变量的取值范围,同时避免了枚举带来的性能开销。但需要注意的是,它不提供运行时的验证,因此如果需要运行时验证,应额外编写验证逻辑。[^1]:[Android使用@IntDef枚举enum限制元素取值范围的比较](https://blog.youkuaiyun.com/weixin_34349320/article/details/91466510)[^2]:[Android使用@IntDef注解替代枚举](https://blog.youkuaiyun.com/qq_17766199/article/details/78487800)§§相关问题§§1.如何在Kotlin中使用@IntDef注解?2.@IntDef和@StringDef有什么区别?3.如何在AndroidStudio中启用注解处理器?4.如何为@IntDef注解添加运行时保留策略?5.使用@IntDef注解时,如何同时支持多个值的组合?</think>在 Android 开发中,使用 `@IntDef` 注解替代枚举类可以有效限制整型变量的取值范围,同时避免枚举带来的性能开销(枚举会消耗约两倍的内存)[^1][^2]。以下是完整实现方案: ### 实现步骤 #### 1. 添加依赖 在 `build.gradle` 中添加注解库: ```groovy dependencies { implementation 'androidx.annotation:annotation:1.7.0' } ``` #### 2. 定义常量与注解 ```java import androidx.annotation.IntDef; public class StatusCodes { // 定义常量值 public static final int SUCCESS = 200; public static final int NOT_FOUND = 404; public static final int SERVER_ERROR = 500; // 定义@IntDef注解 @IntDef({SUCCESS, NOT_FOUND, SERVER_ERROR}) @Retention(RetentionPolicy.SOURCE) // 仅保留在源码级别 public @interface ValidStatusCode {} } ``` #### 3. 使用注解限制参数类型 ```java public class ApiHandler { // 使用注解限定参数范围 public void handleResponse(@StatusCodes.ValidStatusCode int statusCode) { // 业务逻辑... } } ``` #### 4. 运行时验证方法 ```java public class StatusValidator { // 检查值是否在允许范围内 public static boolean isValidStatusCode(int code) { return code == StatusCodes.SUCCESS || code == StatusCodes.NOT_FOUND || code == StatusCodes.SERVER_ERROR; } } // 使用示例 int inputCode = 404; if (StatusValidator.isValidStatusCode(inputCode)) { // 有效值处理 } else { throw new IllegalArgumentException("Invalid status code: " + inputCode); } ``` ### 关键优势与说明 1. **性能优势** `@IntDef` 在编译后会被擦除,仅保留 `int` 类型值,相比枚举节省约 2 倍内存[^1]。 2. **编译时检查** Android Studio 会在编译时检查注解使用: ```java // 正确使用 handler.handleResponse(StatusCodes.SUCCESS); // 编译错误:Must be one of: StatusCodes.SUCCESS, StatusCodes.NOT_FOUND... handler.handleResponse(400); ``` 3. **组合值支持(标志位)** ```java @IntDef(flag = true, value = { FLAG_READ, FLAG_WRITE, FLAG_EXECUTE }) public @interface FileModes {} ``` 4. **Kotlin 支持** 在 Kotlin 中使用更简洁: ```kotlin fun processCode(@StatusCodes.ValidStatusCode code: Int) { require(StatusValidator.isValidStatusCode(code)) } ``` ### 使用场景 - HTTP 状态码验证 - 错误代码范围限制 - 配置参数白名单 - 标志位组合验证 ### 注意事项 1. **运行时验证必要** 由于 `@Retention(RetentionPolicy.SOURCE)` 只在源码级别保留,运行时需显式验证[^2]。 2. **常量值管理** 所有允许值必须在同一类中定义为 `public static final int` 3. **IDE 支持** 确保启用注解处理(Android Studio > Preferences > Build > Annotations) [^1]: Android使用@IntDef枚举enum限制元素取值范围的比较 [^2]: Android使用@IntDef注解替代枚举
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