枚举类型(Enumerated Type)在编程语言中常用,程序员必备食粮,下面随着我的思路来认识一下枚举类型。
是什么
枚举类型在java中是一种基本数据类型。它用于声明一组命名的常数,当一个变量有几种可能的取值时,可以将它定义为枚举类型。
为什么用
至于为什么,可以简单这样理解,知道用一个东西的劣势后,出来一个新东西来弥补它。再加上点好处。
举个例子,如果希望定义三种颜色,你可以在Java程序中通过常量定义方式来实现。
Public static class Color
{
public static final int RED = 0;
public static final int BlUE = 1;
public static final int GREEN = 2;
}
使用的时候,可以直接在程序中直接引用这些常量。但是,这种方式也存在着一些问题。
1、类型不安全
由于颜色常量的对应值是整数形,所以程序执行过程中很有可能给颜色变量传入一个任意的整数值,导致出现错误。
2、没有命名空间
由于颜色常量只是类的属性,当你使用的时候不得不通过类来访问
3、一致性差
因为整形常量属于编译器常量,所以编译过程完成后,所有客户端和服务器端引用的地方,会直接将整数值写入。这样,当你修改旧的枚举整数值后或者增加新的枚举值后,所有引用地方代码都需要重新编译,否则运行时刻就会出现错误。
4、类型无指意性
由于颜色变量值仅仅是一些无任何含义的整数值,如果在运行期调试时候,你会发现日志中有很多魔术数字,但除了程序员本身,其他人很难明白其奥秘。
所以,为了改进Java语言在这方面的不足,5.0版本SDK发布时候,在语言层面上增加了枚举类型。
怎么用(定义)
枚举类型的定义
用enum关键字加上名称和大括号包含起来的枚举值体即可,例如将上面的例子用enum方式来重新定义
enum Color{RED,BLUE,GREEN}
从上面的的定义形式来看,似乎Java中的枚举类型很简单,但实际上Java语言规范赋予枚举类型的功能非常的强大,它不仅简单地将整形数值转换成对象,还将枚举类型定义转变成一个完整功能的类定义。这种类定义的扩展允许开发者给枚举类型增加任何方法和属性,也可以实现任意的接口。另外,Java平台也为Enum类型提供了高质量的实现,比如默认实现Comparable和Serializable接口,让开发者一般情况下不用关心这些细节。
引入枚举类型一个最直接的益处就是扩大switch语句使用范围。5.0之前,Java中switch的值只能是简单类型,比如int、byte、short、char有了枚举类型之后,就可以使用对象了。(从jdk1.7开始,switch支持String类型。)
用的时候应该需要注意的几个地方
1、Enum类型不支持public和protected修饰符的构造方法。因此构造函数一定要是private或friendly。继而可以得知,枚举对象是无法在程序中通过直接调用其构造方法来初始化的。
2、定义Enum类型的时候,如果是简单类型,那么最后一个枚举值后不用跟任何一个符号;但如果有定制方法,那么最后一个枚举值与后面代码用;隔开。
3、由于enum类型的值实际上是通过运行期构造出对象来表示的,所以在cluster环境下,每个虚拟机都会构造出一个同义的枚举对象。因而在做比较操作的时候需要注意,如果直接通过使用等号('==')操作符,这样看似一样的枚举值一定不相等,因为这不是同一个对象实例。
对此进行更正:enum类型是基本类型,枚举是常量,编译后成为静态变量,Java中静态变量都是存储在方法区,枚举在整个内存中只有唯一的一个实例,所以用等号('==')判断,枚举值一定相同。
举几个例子
1、最常见的枚举定义
public class Enum1 {
// 定义一周七天的枚举类型
enum WeekDayEnum {
Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat, Sun;
public static void main(String[] args) {
// 读取当天的信息
WeekDayEnum today = WeekDayEnum.Sun;
// 根据日期来选择进行活动
switch (today) {
case Mon:
System.out.println(today);
break;
case Tue:
System.out.println(today);
break;
case Wed:
System.out.println(today);
break;
case Thu:
System.out.println(today);
break;
case Fri:
System.out.println(today);
break;
case Sat:
System.out.println(today);
break;
default:
System.out.println(today);
break;
}
}
}
}
打印结果:
Sun
2、定制Enum类型:通过类似class的定义来给枚举进行定制,比如要给enum类型增加属性。
// 定义 RSS(Really Simple Syndication) 种子的枚举类型
public enum NewsRSSFeedEnum{
// 雅虎头条新闻 RSS 种子
YAHOO_TOP_STORIES(
"<a href=\"http://rss.news.yahoo.com/rss/topstories\"><code>http://rss.news.yahoo.com/rss/topstories</code></a>"),
// CBS 头条新闻 RSS 种子
CBS_TOP_STORIES(
"<a href=\"http://feeds.cbsnews.com/CBSNewsMain?format=xml\"><code>http://feeds.cbsnews.com/CBSNewsMain?format=xml</code></a>"),
// 洛杉矶时报头条新闻 RSS 种子
LATIMES_TOP_STORIES(
"<a href=\"http://feeds.latimes.com/latimes/news?format=xml\"><code>http://feeds.latimes.com/latimes/news?format=xml</code></a>");
// 枚举对象的 RSS 地址的属性
private String rss_url;
// 枚举对象构造函数
NewsRSSFeedEnum(String rss) {
this.rss_url = rss;
}
// 枚举对象获取 RSS 地址的方法
public String getRssURL() {
return this.rss_url;
}
public static void main(String[] args) {
NewsRSSFeedEnum newsRSSFeedEnum = NewsRSSFeedEnum.YAHOO_TOP_STORIES;
switch (newsRSSFeedEnum) {
case YAHOO_TOP_STORIES:
System.out.println(newsRSSFeedEnum);
System.out.println(newsRSSFeedEnum.getRssURL());
break;
case CBS_TOP_STORIES:
System.out.println(newsRSSFeedEnum.getRssURL());
break;
default:
System.out.println(newsRSSFeedEnum.getRssURL());
break;
}
}
}
打印结果:
YAHOO_TOP_STORIES
<a href="http://rss.news.yahoo.com/rss/topstories"><code>http://rss.news.yahoo.com/rss/topstories</code></a>
3、一个特别有意思的现象,关于toString()
public enum Color
{
Red("红色"),
Green("绿色"),
Blue("蓝色");
private String color;
Color(String color)
{
this.color = color;
}
public String toString()
{
return this.color;
}
public static void main(String[] args)
{
Color color = Color.Blue;
switch(color){
case Green:
System.out.println(color);
break;
case Red:
System.out.println(color);
default:
System.out.println(color);
System.out.println(color.toString());
}
}
}
打印结果:
蓝色
蓝色
有意思的东西来了,为什么第一行输出的是蓝色而不是Blue。让我从源码的级别来告诉你。
我们可以在IDE工具中跳println()方法,看其实现。
public void println(Object x) {
String s = String.valueOf(x);
synchronized (this) {
print(s);
newLine();
}
}
然后我们再跳valuesOf()方法,看其实现。
public static String valueOf(Object obj) {
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
到这里可以看出,用println打印,会自动调用toString()方法。一切类都继承自Object,对其toString()方法进行了重写,所以会调子类的方法。
如果将toString改名,那么第一行就会正常输出Blue。
4、不同虚拟机上枚举对象的比较
WeekDayEnum.java
public enum WeekDayEnum {
Mon(1), Tue(2), Wed(3), Thu(4), Fri(5), Sat(6), Sun(7);
private int index;
WeekDayEnum(int idx) {
this.index = idx;
}
public int getIndex() {
return index;
}
}
EnumerationClient.java
// 客户端程序,将一个枚举值通过网络传递给服务器端
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetSocketAddress;
import java.net.Socket;
import java.net.UnknownHostException;
public class EnumerationClient {
public static void main(String... args) throws UnknownHostException,
IOException {
Socket socket = new Socket();
// 建立到服务器端的连接
socket.connect(new InetSocketAddress("127.0.0.1", 8999));
// 从连接中得到输出流
OutputStream os = socket.getOutputStream();
ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(os);
// 将星期五这个枚举值传递给服务器端
oos.writeObject(WeekDayEnum.Fri);
oos.close();
os.close();
socket.close();
if ("".equals("")) {
}
}
}
EnumerationServer.java
// 服务器端程序,将从客户端收到的枚举值应用到逻辑处理中
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class EnumerationServer {
public static void main(String... args) throws IOException,
ClassNotFoundException {
ServerSocket server = new ServerSocket(8999);
// 建立服务器端的网络连接侦听
Socket socket = server.accept();
// 从连接中获取输入流
InputStream is = socket.getInputStream();
ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(is);
// 读出客户端传递来的枚举值
WeekDayEnum day = (WeekDayEnum) ois.readObject();
// 用值比较方式来对比枚举对象
if (day == WeekDayEnum.Fri) {
System.out.println("client Friday enum value is same as server's");
} else if (day.equals(WeekDayEnum.Fri)) {
System.out.println("client Friday enum value is equal to server's");
} else {
System.out
.println("client Friday enum value is not same as server's");
}
// 用 switch 方式来比较枚举对象
switch (day) {
case Mon:
System.out.println("Do Monday work");
break;
case Tue:
System.out.println("Do Tuesday work");
break;
case Wed:
System.out.println("Do Wednesday work");
break;
case Thu:
System.out.println("Do Thursday work");
break;
case Fri:
System.out.println("Do Friday work");
break;
case Sat:
System.out.println("Do Saturday work");
break;
case Sun:
System.out.println("Do Sunday work");
break;
default:
System.out.println("I don't know which is day");
break;
}
ois.close();
is.close();
socket.close();
}
}
打印结果:
client Friday enum value is same as server's
Do Friday work
工具类
JDK5.0中在增加Enum类的同时,也增加了两个工具类EnumSet和EnumMap,这两个类都放在java.until包里。
EnumSet
EnumSet是一个针对枚举类型的高性能的Set接口实现。EnumSet中转入的所有枚举对象都必须是同一种类型,在其内部,是通过bit-vector来实现,也就是通过一个long型数。EnumSet支持在枚举类型的所有值的某个范围中进行迭代。
Demo:
import java.util.EnumSet;
public class Enum2{
public static void main(String[] args) {
for(WeekDayEnum day : EnumSet.range(WeekDayEnum.Mon, WeekDayEnum.Fri)) {
System.out.println(day);
}
}
}
注:WeekDayEnum.java在上面内容已提到。
打印结果:
Mon
Tue
Wed
Thu
Fri
EnumMap
与EnumSet类似,EnumMap也是一个高性能的Map接口实现,用来管理使用枚举类型作为keys的映射表,内部是通过数组方式来实现。EnumMap将丰富的和安全的Map接口与数组快速访问结合到一起。如果希望将一个枚举类型映射到一个值,就应该使用EnumMap.
Demo:
import java.util.EnumMap;
import java.util.Map;
enum RainbowColor {
Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo, purple
}
public class Enum3 {
// 定义一个 EnumMap 对象,映射表主键是日期枚举类型,值是颜色枚举类型
// 定义一个 EnumMap 对象,映射表主键是日期枚举类型,值是颜色枚举类型
private static Map<WeekDayEnum, RainbowColor> schema = new EnumMap<WeekDayEnum, RainbowColor>(
WeekDayEnum.class);
static {
// 将一周的每一天与彩虹的某一种色彩映射起来
for (int i = 0; i < WeekDayEnum.values().length; i++) {
schema.put(WeekDayEnum.values()[i], RainbowColor.values()[i]);
}
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("What is the lucky color today?");
System.out.println("It's " + schema.get(WeekDayEnum.Sat));
}
}
打印结果:
What is the lucky color today?
It's Indigo
拓展:
堆区
存储的全部是对象,每个对象都包含一个与之对应的class的信息。(class的目的是得到操作指令);
jvm只有一个heap区,被所有线程共享,不存放基本类型和对象引用,只存放对象本身。
堆的优劣势:堆的优势是可以动态的分配内存大小,生存期也不必事先告诉编译器,java的垃圾收集器会自动收取这些不在使用的数据,但缺点是,由于要在运行时动态分配内存,存取速度慢。
栈区
每一个线程包含一个stack区,只保存基本数据类型的对象和自定义对象的引用(不是对象),对象都存放在共享heap中;
每个栈中的数据(基本数据类型和对象引用)都是私有的,其他栈不能访问;
栈分为3部分:基本类型变量区、执行环境上下文、操作指令区(存放操作指令)
栈的优势劣势:存取速度比堆要快,仅次于直接位于CPU的寄存器,但必须确定的是存在stack中的数据大小与生存期必须是确定的,缺乏灵活性。单个stack的数据可以共享。
stack:是一个先进后出的数据结构,通常保存方法中的参数,局部变量。在java中,所有基本类型和引用类型都在stack中储存,栈中数据的生存空间一般在当前scopes内
方法区
又叫静态区,跟堆一样,被所有的线程共享。方法区包含所有的class和static变量;方法区中包含的都是在程序中永远的唯一的元素。