Java枚举详解

Java的枚举（enum）是一种特殊的类，用于表示固定数量的常量。相比传统的常量定义（如 public static final），枚举提供了更强大的类型安全性和灵活性，支持方法、字段、构造器甚至接口的实现。以下从基础到进阶的详细介绍：

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一、枚举的基本定义

public enum Season {
    SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER;
}

• 每个枚举常量（如 SPRING）都是 Season 类的实例。

• 枚举常量默认是 public static final 的，且实例化由JVM在类加载时完成。

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二、枚举的核心特性

1. 构造方法

枚举可以有构造方法，但必须为 private（可省略）：

public enum Color {
    RED("#FF0000"), 
    GREEN("#00FF00"), 
    BLUE("#0000FF");

    private String hexCode;

    // 构造方法（自动私有）
    Color(String hexCode) {
        this.hexCode = hexCode;
    }

    public String getHexCode() {
        return hexCode;
    }
}

2. 方法与字段

枚举可以定义方法和字段，增强功能：

Color red = Color.RED;
System.out.println(red.getHexCode()); // 输出 #FF0000

3. 实现接口

枚举可以实现接口，统一行为：

public interface Command {
    void execute();
}

public enum Operation implements Command {
    START {
        public void execute() { System.out.println("Starting..."); }
    },
    STOP {
        public void execute() { System.out.println("Stopping..."); }
    };
}

// 使用
Operation.START.execute();

4. 覆盖方法

可以覆盖枚举的 toString() 方法：

public enum Direction {
    NORTH("北"), SOUTH("南");

    private String chinese;

    Direction(String chinese) {
        this.chinese = chinese;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return chinese;
    }
}

三、枚举的高级用法

1. 枚举与单例模式

枚举天然支持线程安全的单例：

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // 单例逻辑
    }
}
// 使用
Singleton.INSTANCE.doSomething();

• 优势：防止反射攻击、序列化安全。

2. 使用抽象方法

每个枚举常量可以实现不同的行为：

public enum Planet {
    EARTH(5.97e24) {
        @Override
        public double gravity() {
            return 9.8;
        }
    },
    MARS(6.42e23) {
        @Override
        public double gravity() {
            return 3.7;
        }
    };

    private final double mass;

    Planet(double mass) {
        this.mass = mass;
    }

    public abstract double gravity();
}

3. 枚举集合

Java提供专门的集合类处理枚举：

EnumSet<Color> colors = EnumSet.allOf(Color.class);
EnumMap<Color, String> colorNames = new EnumMap<>(Color.class);

四、枚举的工具方法

• values()：返回所有枚举常量的数组。

• valueOf(String name)：根据名称返回枚举常量。

• ordinal()：返回枚举常量的声明顺序（从0开始）。

• name()：返回枚举常量的名称（等同于 toString() 默认实现）。

for (Season season : Season.values()) {
    System.out.println(season.name() + " at index " + season.ordinal());
}

五、枚举的设计优势

1. 类型安全：避免无效值的传入。

2. 代码可读性：常量名称自描述。

3. 扩展性：支持方法、接口等面向对象特性。

4. 单例支持：线程安全且简洁。

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六、使用场景

• 有限集合的状态（如订单状态、错误码）。

• 策略模式或命令模式中的不同行为实现。

• 替代常量定义，提高代码可维护性。