枚舉(enum)

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枚舉類

實例有限而且固定的類,在Java里被稱為枚舉類。

早期采用通過定義類的方式來實現,可以采用如下設計方式

  • 通過private將構造器隱藏起來
  • 把這個類的所有可能實例都使用public static final 修飾的類變量來保存
  • 如果與必要,可以提供一些靜態方法,允許其他程序根據特定參數來獲取與之匹配的實例
  • 使用枚舉類可以使程序更加健壯,避免創建對象的隨意性
    Java從JDK1.5后就增加了對枚舉類的支持。
枚舉類入門

Java5新增了一個enum關鍵字(它與class、interface關鍵字的地位相同),用以定義枚舉類。枚舉類是一種特殊的類,它一樣可以有自己的成員變量、方法,可以實現一個或多個接口,也可以定義自己的構造器。一個Java源文件中最多只能定義一個public訪問權限的枚舉類,且該Java源文件也必須和該枚舉類的類名相同。

  • 枚舉類可以實現一個或多個接口,使用enum定義的枚舉類默認繼承了java.lang.Enum類,而不是默認繼承Object類,因此枚舉類不能顯示繼承其他父類。其中java.lang.Enum類實現了java.lang.Serializable和java.lang.Comparable兩個接口。
  • 使用enum定義、非抽象的枚舉類默認會使用final修飾,因此枚舉類不能派生子類。
    枚舉類的構造器只能使用private訪問控制符,如果省略了構造器的訪問控制符,則默認使用private修飾;如果強制指定訪問控制符,則只能指定private修飾符。
  • 枚舉類的所有實例必須在枚舉類的第一行顯式列出,否則這個枚舉類永遠都不能產生實例。列出這些實例時,系統會自動添加public static final 修飾,無須程序員顯式添加。
    枚舉類默認提供了一個values()方法,該方法可以很方便地遍歷所有的枚舉值。
public enum SeasonEnum
{
    //在第一行列出4個枚舉實例
    SPRING,SUMMER,FALL,WINTER;
}

編譯上面Java程序,將生成一個SeasonEnum.class文件,這表明枚舉類是一個特殊的Java類。
所有的枚舉值之間以英文逗號(,)隔開,枚舉值列舉結束后以英文分號作為結束。這些枚舉值代表了該枚舉類的所有可能的實例。

public class EnumTest 
{
    public void judge(SeasonEnum s)
    {
        //switch語句里的表達式可以是枚舉值
        switch(s)
        {
            case SPRING:
                System.out.println("春之櫻");
                break;
            case SUMMER:
                System.out.println("夏之蟬");
                break;
            case FALL:
                System.out.println("秋之楓");
                break;
            case WINTER:
                System.out.println("冬之雪");
                break;
        }
    }
    public static void main(String[] args) 
    {
        //枚舉類默認有一個values()方法,返回該枚舉類的所有實例
        for(SeasonEnum s : SeasonEnum.values())
        {
            System.out.println(s);
        }
        //使用枚舉實例時,可通過EnumClass.variable形式來訪問
        new EnumTest().judge(SeasonEnum.SPRING);
    }
}

當switch控制表達式使用枚舉類型時,后面case表達式中的值直接使用枚舉值的名字,無須添加枚舉類作為限定。
java.lang.Enum類中提供了如下幾個方法:

  • int compareTo(E o):該方法用于與指定枚舉對象比較順序,同一個枚舉實例只能與相同類型的枚舉實例進行比較。如果該枚舉對象位于指定枚舉對象之后,則返回正整數;如果該枚舉對象位于指定枚舉對象之前,則返回負整數,否則返回零。
  • String name():返回此枚舉實例的名稱,這個名稱就是定義枚舉類時列出的所有枚舉值之一。與此方法相比,大多數程序員應該優先考慮使用toString()方法,因為toString()方法返回更加用戶友好的名稱。
    int ordinal():返回枚舉值在枚舉類中的索引值(就是枚舉值在枚舉聲明中的位置,第一個枚舉值的索引值為零)。
  • String toString():返回枚舉常量的名稱,與name方法相似,但toString()方法更常用。
  • public static <T extends Enum <T>> T valueOf(Class<T>enumType, String name):這是一個靜態方法,用于返回指定枚舉類中指定名稱的枚舉值。名稱必須與在該枚舉類中聲明枚舉值時所用的標識符完全匹配,不允許使用額外的空白字符。

當程序使用System.out.println(s)語句來打印枚舉值時,實際上輸出的是該枚舉值的toString()方法,也就是輸出該枚舉值的名字。

枚舉類的成員變量、方法和構造器

枚舉類的實例只能是枚舉值,而不是隨意地通過new來創建枚舉類對象。

public enum Gender 
{
    MALE,FEMALE;
    //定義一個public修飾的實例變量
    private String name;
    public void setName(String name) 
    {
        switch (this) {
        case MALE:
            if (name().equals("男")) 
            {
                this.name = name;
            }
            else 
            {
                System.out.println("參數錯誤");
                return;
            }
            break;
        case FEMALE:
            if (name().equals("女")) 
            {
                this.name = name;
            }
            else 
            {
                System.out.println("參數錯誤");
                return;
            }
            break;
        }
    }
    public String getName() 
    {
        return this.name();
    }
}

public class GenderTest 
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        //通過Enum的valueOf()方法來獲取指定枚舉類的枚舉值
        //Gender gender = Enum.valueOf(Gender.class, "FEMALE");
        Gender g = Gender.valueOf("FEMALE");
        g.setName("女");
        System.out.println(g+"代表:"+g.getName());
        g.setName("男");
        System.out.println(g+"代表:"+g.getName());
    }
}

枚舉類通常應該設計成不可變類,成員變量值不允許改變,將枚舉類的成員變量都使用private final修飾。如果將所有的成員變量都使用final修飾符來修飾,必須在構造器里為這些成員變量指定初始值,為枚舉類顯式定義帶參數的構造器。

一旦為枚舉類顯式定義了帶參數的構造器,列出枚舉值時就必須對應地傳入參數。

public enum Gender 
{
    //此處的枚舉值必須調用對應的構造器來創建
    MALE("男"),FEMAL("女");
    private final String name;
    private Gender(String name)
    {
        this.name =name;
    }
    public String getName()
    {
        return this.name();
    }
}
實現接口的枚舉類

枚舉類也可以實現一個或多個接口。與普通類實現一個或多個接口完全一樣,枚舉類實現一個或多個接口時,也需要實現該接口所包含的方法。

public interface GenderDesc
{
    void info();
}

如果由枚舉類來實現接口里的方法,則每個枚舉值在調用該方法時都有相同的行為方式(因為方法體完全一樣)。如果需要每個枚舉值在調用該方法時呈現出不同的行為方式,則可以讓每個枚舉值分別來實現該方法,每個枚舉值提供不同的實現方式,從而讓不同的枚舉值調用該方法時具有不同的行為方式。

public enum Gender implements GenderDesc
{
    // 此處的枚舉值必須調用對應構造器來創建
    MALE("男")
    // 花括號部分實際上是一個類體部分
    {
        public void info()
        {
            System.out.println("這個枚舉值代表男性");
        }
    },
    FEMALE("女")
    {
        public void info()
        {
            System.out.println("這個枚舉值代表女性");
        }
    };
    // 其他部分與codes\06\6.9\best\Gender.java中的Gender類完全相同
    private final String name;
    // 枚舉類的構造器只能使用private修飾
    private Gender(String name)
    {
        this.name = name;
    }
    public String getName()
    {
        return this.name;
    }
    // 增加下面的info()方法,實現GenderDesc接口必須實現的方法
    public void info()
    {
        System.out.println(
            "這是一個用于用于定義性別的枚舉類");
    }
}

當創建MALE和FEMALE兩個枚舉值時,后面又緊跟了一對花括號,這對花括號里包含了一個info()方法定義。花括號部分實際上就是一個類體部分,在這種情況下,當創建MALE和FEMALE枚舉值時,并不是直接創建Gender枚舉類的實例,而是相當于創建Gender的匿名子類的實例。

并不是所有的枚舉類都使用了final修飾。非抽象的枚舉類才默認使用final修飾。對于一個抽象的枚舉類而言——只要它包含了抽象方法,它就是抽象枚舉類,系統會默認使用abstract修飾,而不是使用final修飾。

編譯上面的程序,生成了Gender.class、Gender$1.class和Gender$2.class三個文件,證明了:MALE和FEMALE實際上是Gender匿名子類的實例,而不是Gender類的實例。當調用MALE和FEMALE兩個枚舉值的方法時,就會看到兩個枚舉值的方法表現不同的行為方式。

包含抽象方法的枚舉類
public enum Operation 
{
    PLUS
    {
        public double eval(double x, double y) 
        {
            return x + y;
        }
    },
    MINUS
    {
        public double eval(double x, double y) 
        {
            return x - y;
        }
    },
    TIMES
    {
        public double eval(double x, double y) 
        {
            return x * y;
        }
    },
    DIVIDE
    {
        public double eval(double x, double y) 
        {
            return x / y;
        }
    };
    //為枚舉類定義一個抽象方法
    //這個抽象方法由不同的枚舉值提供不同的實現
    public abstract double eval(double x, double y);
    public static void main(String[] args) 
    {
        System.out.println(Operation.PLUS.eval(3, 4));
        System.out.println(Operation.MINUS.eval(5, 4));
        System.out.println(Operation.TIMES.eval(8, 8));
        System.out.println(Operation.DIVIDE.eval(1, 5));
    }
}

枚舉類里定義抽象方法時不能使用abstract關鍵字將枚舉類定義成抽象類(因為系統自動會為它添加abstract關鍵字),但因為枚舉類需要顯式創建枚舉值,而不是作為父類,所以定義每個枚舉值時必須為抽象方法提供實現,否則將出現編譯錯誤。

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