Java枚举类型详解及应用-优快云博客

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您已经知道，Java 代码的两个基本的构造块是类和接口。现在 Tiger 又引入了枚举，一般简称它为 enum。这个新类型允许您表示特定的数据点，这些数据点只接受分配时预先定义的值集合。

当然，熟练的程序员可以用静态常量实现这项功能，如清单 1 所示：

public class OldGrade {
  public static final int A = 1;
  public static final int B = 2;
  public static final int C = 3;
  public static final int D = 4;
  public static final int F = 5;
  public static final int INCOMPLETE = 6;
}

说明：我要感谢 O'Reilly 媒体公司，该公司允许在本文中使用我撰写的 Java 1.5 Tiger: A Developer's Notebook一书中“枚举”这一章中的代码示例（请参阅参考资料）。

然后您就可以让类接受像 OldGrade.B 这样的常量，但是在这样做的时候，请记住这类常量是 Java 中 int 类型的常量，这意味着该方法可以接受任何 int 类型的值，即使它和 OldGrade 中定义的所有级别都不对应。因此，您需要检测上界和下界，在出现无效值的时候，可能还要包含一个 IllegalArgumentException 。而且，如果后来又添加另外一个级别（例如 OldGrade.WITHDREW_PASSING ），那么必须改变所有代码中的上界，才能接受这个新值。

换句话说，在使用这类带有整型常量的类时，该解决方案也许可行，但并不是非常有效。幸运的是，枚举提供了更好的方法。

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定义枚举

清单 2 使用了一个可以提供与清单 1 相似的功能的枚举：

清单 2. 简单的枚举类型

package com.oreilly.tiger.ch03;
public enum Grade {
  A, B, C, D, F, INCOMPLETE
};

在这里，我使用了新的关键字 enum ，为 enum 提供了一个名称，并指定了允许的值。然后， Grade 就变成了一个 枚举类型，您可以按清单 3 所示的方法使用它：

清单 3. 使用枚举类型

package com.oreilly.tiger.ch03;
public class Student {
  private String firstName;
  private String lastName;
  private Grade grade;
  public Student(String firstName, String lastName) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
  }
  public void setFirstName(String firstName) {
    this.firstName = firstName;
  }
  public String getFirstName() {
    return firstName;
  }
  public void setLastName(String lastName) {
    this.lastName = lastName;
  }
  public String getLastName() {
    return lastName;
  }
  public String getFullName() {
    return new StringBuffer(firstName)
           .append(" ")
           .append(lastName)
           .toString();
  }
  public void assignGrade(Grade grade) {
    this.grade = grade;
  }
  public Grade getGrade() {
    return grade;
  }
}

用以前定义过的类型建立一个新的枚举（ grade ）之后，您就可以像使用其他成员变量一样使用它了。当然，枚举只能分配枚举值中的一个（例如， A 、 C 或 INCOMPLETE ）。而且，在 assignGrade() 中是没有进行错误检测的代码，也没有考虑边界情况，请注意这是如何做到。

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使用枚举值

迄今为止，您所看到的示例都相当简单，但是枚举类型提供的东西远不止这些。您可以逐个遍历枚举值，也可以在 switch 语句中使用枚举值，枚举是非常有价值的。

遍历枚举值

下面我们用一个示例显示如何遍历枚举类型的值。清单 4 所示的这项技术，适用于调试、快速打印任务以及把枚举加载到集合（我很快将谈到）中的工具：

清单 4. 遍历枚举值

public void listGradeValues(PrintStream out) throws IOException {
  for (Grade g : Grade.values()) {
    out.println("Allowed value: '" + g + "'");
  }
}

运行这段代码，将得到清单 5 所示的输出：

清单 5. 迭代操作的输出

Allowed Value: 'A'
Allowed Value: 'B'
Allowed Value: 'C'
Allowed Value: 'D'
Allowed Value: 'F'
Allowed Value: 'INCOMPLETE'

这里有许多东西。首先，我使用了 Tiger 的新的 for/in 循环（也叫作 foreach 或 增强的 for ）。另外，您可以看到 values() 方法返回了一个由独立的 Grade 实例构成的数组，每个数组都有一个枚举类型的值。换句话说， values() 的返回值是 Grade[] 。

在枚举间切换

能够在枚举的值之间移动很好，但是更重要的是根据枚举的值进行决策。您当然可以写一堆 if (grade.equals(Grade.A)) 类型的语句，但那是在浪费时间。Tiger 能够很方便地把枚举支持添加到过去的好东西 switch 语句上，所以它很容易使用，而且适合您已知的内容。清单 6 向将展示如何解决这个难题：

清单 6. 在枚举之间切换

public void testSwitchStatement(PrintStream out) throws IOException {
  StringBuffer outputText = new StringBuffer(student1.getFullName());
  switch (student1.getGrade()) {
    case A: 
      outputText.append(" excelled with a grade of A");
      break;   
    case B: // fall through to C
    case C: 
      outputText.append(" passed with a grade of ")
                .append(student1.getGrade().toString());
      break;
    case D: // fall through to F
    case F:
      outputText.append(" failed with a grade of ")
                .append(student1.getGrade().toString());
      break;
    case INCOMPLETE:
      outputText.append(" did not complete the class.");
      break;
  }
  out.println(outputText.toString());
}

在这里，枚举值被传递到 switch 语句中（请记住， getGrade() 是作为 Grade 的实例返回的），而每个 case 子句将处理一个特定的值。该值在提供时没有枚举前缀，这意味着不用将代码写成 case Grade.A ，只需将其写成 case A 即可。如果您不这么做，编译器不会接受有前缀的值。

现在，您应该已经了解使用 switch 语句时的基本语法，但是还有一些事情您需要知道。

在使用 switch 之前进行计划

正如您所期待的，在使用枚举和 switch 时，您可以使用 default 语句。清单 7 显示了这个用法:

清单 7. 添加一个 default 块

public void testSwitchStatement(PrintStream out) throws IOException {
  StringBuffer outputText = new StringBuffer(student1.getFullName());
  switch (student1.getGrade()) {
    case A: 
      outputText.append(" excelled with a grade of A");
      break;   
    case B: // fall through to C
    case C: 
      outputText.append(" passed with a grade of ")
                .append(student1.getGrade().toString());
      break;
    case D: // fall through to F
    case F:
      outputText.append(" failed with a grade of ")
                .append(student1.getGrade().toString());
      break;
    case INCOMPLETE:
      outputText.append(" did not complete the class.");
      break;
    
        default:
      outputText.append(" has a grade of ")
                .append(student1.getGrade().toString());
      break;
  }
  out.println(outputText.toString());
}

研究以上代码可以看出，任何没有被 case 语句处理的枚举值都会被 default 语句处理。这项技术您应当坚持采用。原因是：假设Grade 枚举被您的小组中其他程序员修改（而且他忘记告诉您这件事）成清单 8 所示的版本：

清单 8. 给 Grade 枚举添加一个值

package com.oreilly.tiger.ch03;
public enum Grade {
  A, B, C, D, F, INCOMPLETE
        , 
  WITHDREW_PASSING, WITHDREW_FAILING
};

现在，如果使用清单 6 的代码所示的新版 Grade ，那么这两个新值会被忽略。更糟的是，您甚至看不到错误！在这种情况下，存在某种能够通用的 default 语句是非常重要的。清单 7 无法很好地处理这些值，但是它会提示您还有其他值，您需要处理这些值。一旦完成处理，您就会有一个继续运行的应用程序，而且它不会忽略这些值，甚至还会指导您下一步的动作。所以这是一个良好的编码习惯。

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枚举和集合

您所熟悉的使用 public static final 方法进行编码的那些东西，可能已经转而采用枚举的值作为映射的键。如果您不知道其中的含义，请参见清单 9，它是一个公共错误信息的示例，在使用 Ant 的 build 文件时，可能会弹出这样的消息，如下所示：

清单 9. Ant 状态码

package com.oreilly.tiger.ch03;
public enum AntStatus {
  INITIALIZING,
  COMPILING,
  COPYING,
  JARRING,
  ZIPPING,
  DONE,
  ERROR
}

为每个状态码分配一些人们能读懂的错误信息，从而允许人们在 Ant 提供某个代码时查找合适的错误信息，将这些信息显示在控制台上。这是 映射（Map） 的一个绝好用例，在这里，每个 映射（Map） 的键都是一个枚举值，而每个值都是键的错误信息。清单 10 演示了该映射的工作方式：

清单 10. 枚举的映射（Map）

public void testEnumMap(PrintStream out) throws IOException {
  // Create a map with the key and a String message
  EnumMap<AntStatus, String> antMessages =
    new EnumMap<AntStatus, String>(AntStatus.class);
  // Initialize the map
  antMessages.put(AntStatus.INITIALIZING, "Initializing Ant...");
  antMessages.put(AntStatus.COMPILING,    "Compiling Java classes...");
  antMessages.put(AntStatus.COPYING,      "Copying files...");
  antMessages.put(AntStatus.JARRING,      "JARring up files...");
  antMessages.put(AntStatus.ZIPPING,      "ZIPping up files...");
  antMessages.put(AntStatus.DONE,         "Build complete.");
  antMessages.put(AntStatus.ERROR,        "Error occurred.");
  // Iterate and print messages
  for (AntStatus status : AntStatus.values() ) {
    out.println("For status " + status + ", message is: " +
                antMessages.get(status));
  }
}

该代码使用了泛型（generics）（请参阅参考资料）和新的 EnumMap 构造来建立新映射。而且，枚举值是通过其 Class 对象提供的，同时提供的还有映射值的类型（在该例中，它只是一个简单的字符串）。该方法的输出如清单 11 所示：

枚举的 Class 对象？

您可能已经注意到，清单 10 中的示例代码实际上表明 Tiger 把枚举当作类，这可以从 AntStatus 的 Class 对象那里得到证明，该对象不仅可用，而且正被实际使用。这是真的。归根到底, Tiger 还是把枚举看成是特殊的类类型。有关枚举的具体实现细节，请参阅 Java 5.0 Tiger: A Developer's Notebook的第三章（请参阅参考资料）。

清单 11. 清单 10 的输出

[echo] Running AntStatusTester...
[java] For status INITIALIZING, message is: Initializing Ant...
[java] For status COMPILING, message is: Compiling Java classes...
[java] For status COPYING, message is: Copying files...
[java] For status JARRING, message is: JARring up files...
[java] For status ZIPPING, message is: ZIPping up files...
[java] For status DONE, message is: Build complete.
[java] For status ERROR, message is: Error occurred.

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更进一步

枚举也可以与集合结合使用，而且非常像新的 EnumMap 构造，Tiger 提供了一套新的 EnumSet 实现，允许您使用位操作符。另外，可以为枚举添加方法，用它们实现接口，定义叫作 特定值的类的实体，在该实体中，特定的代码被附加到枚举的具体值上。这些特性超出了本文的范围，但是在其他地方，有详细介绍它们的文档（请参阅参考资料）。

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使用枚举，但是不要滥用

学习任何新版语言的一个危险就是疯狂使用新的语法结构。如果这样做，那么您的代码就会突然之间有 80% 是泛型、标注和枚举。所以，应当只在适合使用枚举的地方才使用它。那么，枚举在什么地方适用呢？一条普遍规则是，任何使用常量的地方，例如目前用switch 代码切换常量的地方。如果只有单独一个值（例如，鞋的最大尺寸，或者笼子中能装猴子的最大数目），则还是把这个任务留给常量吧。但是，如果定义了一组值，而这些值中的任何一个都可以用于特定的数据类型，那么将枚举用在这个地方最适合不过。

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枚举其实就是一种类型，跟int, char 这种差不多，就是定义变量时限制输入的，你只能够赋enum里面规定的值。

枚举类型是JDK5.0的新特征。Sun引进了一个全新的关键字enum来定义一个枚举类。下面就是一个典型枚举类型的定义：

Java代码：

public enum Color{
RED，BLUE，BLACK，YELLOW，GREEN
}

显然，enum很像特殊的class，实际上enum声明定义的类型就是一个类。而这些类都是类库中Enum类的子类（java.lang.Enum）。它们继承了这个Enum中的许多有用的方法。我们对代码编译之后发现，编译器将enum类型单独编译成了一个字节码文件：Color.class 。

Color字节码代码

final enum hr.test.Color {
// 所有的枚举值都是类静态常量
public static final enum hr.test.Color RED;
public static final enum hr.test.Color BLUE;
public static final enum hr.test.Color BLACK;
public static final enum hr.test.Color YELLOW;
public static final enum hr.test.Color GREEN;
private static final synthetic hr.test.Color［］ ENUM$VALUES;
// 初始化过程，对枚举类的所有枚举值对象进行第一次初始化
static {
0 new hr.test.Color ［1］
3 dup
4 ldc ［16］ //把枚举值字符串“RED”压入操作数栈
6 iconst_0 // 把整型值0压入操作数栈
7 invokespecial hr.test.Color（java.lang.String， int）［17］ //调用Color类的私有构造器创建Color对象RED
10 putstatic hr.test.Color.RED ： hr.test.Color ［21］ //将枚举对象赋给Color的静态常量RED 。
。.. 。.. 。.. 枚举对象BLUE等与上同
102 return
};
// 私有构造器，外部不可能动态创建一个枚举类对象（也就是不可能动态创建一个枚举值）。
private Color（java.lang.String arg0， int arg1）{
// 调用父类Enum的受保护构造器创建一个枚举对象
3 invokespecial java.lang.Enum（java.lang.String， int）［38］
};
public static hr.test.Color［］ values（）;
// 实现Enum类的抽象方法
public static hr.test.Color valueOf（java.lang.String arg0）;
}

下面我们就详细介绍enum定义的枚举类的特征及其用法。（后面均用Color举例）

1、Color枚举类就是class，而且是一个不可以被继承的final类。

其枚举值（RED，BLUE. 。.）都是Color类型的类静态常量，我们可以通过下面的方式来得到Color枚举类的一个实例：

Color c=Color.RED;

注意：这些枚举值都是public static final的，也就是我们经常所定义的常量方式，因此枚举类中的枚举值最好全部大写。

2、即然枚举类是class，当然在枚举类型中有构造器，方法和数据域。

但是，枚举类的构造器有很大的不同：

（1）构造器只是在构造枚举值的时候被调用。

Java代码：

enum Color{
RED（255，0，0），BLUE（0，0，255），BLACK（0，0，0），YELLOW（255，255，0），GREEN（0，255，0）;
//构造枚举值，比如RED（255，0，0）
private Color（int rv，int gv，int bv）{
this.redValue=rv;
this.greenValue=gv;
this.blueValue=bv;
}
public String toString（）{ //覆盖了父类Enum的toString（）
return super.toString（）+“（”+redValue+“，”+greenValue+“，”+blueValue+“）”;
}
private int redValue; //自定义数据域，private为了封装。
private int greenValue;
private int blueValue;
}

（2）构造器只能私有private，绝对不允许有public构造器。这样可以保证外部代码无法新构造枚举类的实例。这也是完全符合情理的，因为我们知道枚举值是public static final的常量而已。但枚举类的方法和数据域可以允许外部访问。

Java代码：

public static void main（String args［］）
{
// Color colors=new Color（100，200，300）; //wrong
Color color=Color.RED;
System.out.println（color）; // 调用了toString（）方法
}

3、所有枚举类都继承了Enum的方法，下面我们详细介绍这些方法。

（1） ordinal（）方法：返回枚举值在枚举类种的顺序。这个顺序根据枚举值声明的顺序而定。

Color.RED.ordinal（）; //返回结果：0
Color.BLUE.ordinal（）; //返回结果：1

（2） compareTo（）方法： Enum实现了java.lang.Comparable接口，因此可以比较象与指定对象的顺序。Enum中的compareTo返回的是两个枚举值的顺序之差。当然，前提是两个枚举值必须属于同一个枚举类，否则会抛出ClassCastException（）异常。（具体可见源代码）