Java中的枚举类

1. 枚举类的定义与特点

定义：
枚举类是一种特殊的类，用于表示一组固定的常量（如方向、状态等）。

核心特点：

1. 最终类：默认继承 java.lang.Enum，不可被继承（隐式 final）。
2. 常量对象：第一行罗列的名称是常量，每个常量对应枚举类的一个实例。
3. 私有构造器：构造器强制私有化，禁止外部创建对象。
4. 内置方法：编译器自动生成 values() 和 valueOf() 等方法。

代码示例：

public enum Direction {
    UP, DOWN, LEFT, RIGHT; // 常量对象
}

编译后等价于：

public final class Direction extends Enum<Direction> {
    public static final Direction UP = new Direction();
    public static final Direction DOWN = new Direction();
    public static final Direction LEFT = new Direction();
    public static final Direction RIGHT = new Direction();
    
    // 私有构造器
    private Direction() {}
    
    public static Direction[] values() { /*...*/ }
    public static Direction valueOf(String name) { /*...*/ }
}

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2. 枚举的常用方法

方法	作用	示例
values()	返回所有枚举常量数组	Direction[] dirs = Direction.values()
valueOf(String name)	根据名称返回枚举常量	Direction d = Direction.valueOf("UP")
ordinal()	返回常量在枚举中的索引（从0开始）	int index = Direction.UP.ordinal()
name()	返回常量名称（与声明一致）	String name = Direction.UP.name()

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3. 枚举的应用场景

3.1 信息分类与标志

• 场景：代替常量类，提高代码可读性和类型安全。

public enum Status {
    PENDING, APPROVED, REJECTED; // 审批状态
}

// 使用枚举作为参数类型
public void process(Status status) {
    switch (status) {
        case PENDING: /* 处理中 */ break;
        case APPROVED: /* 已批准 */ break;
        case REJECTED: /* 已拒绝 */ break;
    }
}

3.2 状态机与流程控制

• 场景：定义有限状态集合，避免非法状态。

public enum TrafficLight {
    RED("停止"), YELLOW("等待"), GREEN("通行");
    
    private final String action;
    
    // 带参构造器
    private TrafficLight(String action) {
        this.action = action;
    }
    
    public String getAction() {
        return action;
    }
}

// 使用示例
TrafficLight light = TrafficLight.RED;
System.out.println(light.getAction()); // 输出：停止

3.3 配置信息管理

• 场景：结合 BigDecimal 精确计算，定义舍入模式。

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;

public class Calculator {
    public static BigDecimal divide(BigDecimal a, BigDecimal b) {
        // 使用枚举定义舍入模式
        return a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);
    }
}

// 调用示例
BigDecimal result = Calculator.divide(
    BigDecimal.valueOf(0.1), 
    BigDecimal.valueOf(0.3)
);
System.out.println(result); // 输出：0.33

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4. 枚举的高级用法

4.1 添加自定义方法

• 场景：为枚举常量扩展行为逻辑。

public enum Operation {
    ADD {
        public double apply(double x, double y) { return x + y; }
    },
    SUBTRACT {
        public double apply(double x, double y) { return x - y; }
    };
    
    public abstract double apply(double x, double y);
}

// 使用示例
double result = Operation.ADD.apply(10, 5); // 15.0

4.2 实现接口

• 场景：不同枚举常量实现差异化逻辑。

public interface Command {
    void execute();
}

public enum FileOperation implements Command {
    OPEN {
        public void execute() { System.out.println("打开文件"); }
    },
    SAVE {
        public void execute() { System.out.println("保存文件"); }
    };
}

// 调用统一接口
FileOperation.OPEN.execute(); // 输出：打开文件

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5. 枚举 vs 常量类

对比维度	枚举	常量类
类型安全	强类型，编译时检查	字符串/整型常量，易出错
可读性	语义明确（如 Status.PENDING）	魔法数值（如 int STATUS = 1）
扩展性	支持方法、接口、字段	仅能定义静态常量
序列化	天然支持序列化，线程安全	需手动处理

常量类弊端示例：

// 常量类（不推荐）
public class StatusConst {
    public static final int PENDING = 0;
    public static final int APPROVED = 1;
}

// 易混淆的调用
process(100); // 编译通过，但逻辑错误！

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6. 总结

• 核心价值：枚举通过类型安全的方式管理固定集合，替代魔法数值和常量类。
• 适用场景：
  • 状态标志（如订单状态、系统配置）。
  • 有限选择集合（如方向、颜色）。
  • 需要扩展行为的常量（如不同操作的执行逻辑）。
• 最佳实践：
  • 优先使用枚举代替常量类。
  • 利用构造器和自定义方法增强枚举功能。
  • 结合 switch 实现状态机逻辑。