1.概覽

在本文中，我們將看到什么是 Java 枚舉，它們解決了哪些問題以及如何在實踐中使用 ?Java 枚舉實現一些設計模式。

enum關鍵字在 java5 中引入，表示一種特殊類型的類，其總是繼承java.lang.Enum類，更多內容可以自行查看其官方文檔。

枚舉在很多時候會和常量拿來對比，可能因為本身我們大量實際使用枚舉的地方就是為了替代常量。那么這種方式由什么優勢呢？

以這種方式定義的常量使代碼更具可讀性，允許進行編譯時檢查，預先記錄可接受值的列表，并避免由于傳入無效值而引起的意外行為。

下面示例定義一個簡單的枚舉類型 pizza 訂單的狀態，共有三種 ORDERED, READY, DELIVERED狀態:

package?shuang.kou.enumdemo.enumtest;publicenum?PizzaStatus?{ORDERED,READY,DELIVERED; }

簡單來說，我們通過上面的代碼避免了定義常量，我們將所有和 pizza 訂單的狀態的常量都統一放到了一個枚舉類型里面。

System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name());//ORDERED System.out.println(PizzaStatus.ORDERED);//ORDERED System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name().getClass());//class?java.lang.String System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.getClass());//class?shuang.kou.enumdemo.enumtest.PizzaStatus “

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2.自定義枚舉方法

現在我們對枚舉是什么以及如何使用它們有了基本的了解，讓我們通過在枚舉上定義一些額外的API方法，將上一個示例提升到一個新的水平：

publicclass?Pizza?{private?PizzaStatus?status;publicenum?PizzaStatus?{ORDERED,READY,DELIVERED;}public?boolean?isDeliverable()?{if?(getStatus()?==?PizzaStatus.READY)?{returntrue;}returnfalse;}//?Methods?that?set?and?get?the?status?variable. } “

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3.使用 == 比較枚舉類型

由于枚舉類型確保JVM中僅存在一個常量實例，因此我們可以安全地使用“ ==”運算符比較兩個變量，如上例所示；此外，“ ==”運算符可提供編譯時和運行時的安全性。

首先，讓我們看一下以下代碼段中的運行時安全性，其中“ ==”運算符用于比較狀態，并且如果兩個值均為null 都不會引發 NullPointerException。相反，如果使用equals方法，將拋出 NullPointerException：

if(testPz.getStatus().equals(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED)); if(testPz.getStatus()?==?Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);

對于編譯時安全性，我們看另一個示例，兩個不同枚舉類型進行比較，使用equal方法比較結果確定為true，因為getStatus方法的枚舉值與另一個類型枚舉值一致，但邏輯上應該為false。這個問題可以使用==操作符避免。因為編譯器會表示類型不兼容錯誤：

if(testPz.getStatus().equals(TestColor.GREEN)); if(testPz.getStatus()?==?TestColor.GREEN);

4.在 switch 語句中使用枚舉類型

public?int?getDeliveryTimeInDays()?{switch?(status)?{case?ORDERED:?return5;case?READY:?return2;case?DELIVERED:?return0;}return0; }

5.枚舉類型的屬性,方法和構造函數

你可以通過在枚舉類型中定義屬性,方法和構造函數讓它變得更加強大。

下面，讓我們擴展上面的示例，實現從比薩的一個階段到另一個階段的過渡，并了解如何擺脫之前使用的if語句和switch語句：

publicclass?Pizza?{private?PizzaStatus?status;publicenum?PizzaStatus?{ORDERED?(5){@Overridepublic?boolean?isOrdered()?{returntrue;}},READY?(2){@Overridepublic?boolean?isReady()?{returntrue;}},DELIVERED?(0){@Overridepublic?boolean?isDelivered()?{returntrue;}};privateint?timeToDelivery;public?boolean?isOrdered()?{returnfalse;}public?boolean?isReady()?{returnfalse;}public?boolean?isDelivered(){returnfalse;}public?int?getTimeToDelivery()?{return?timeToDelivery;}PizzaStatus?(int?timeToDelivery)?{this.timeToDelivery?=?timeToDelivery;}}public?boolean?isDeliverable()?{returnthis.status.isReady();}public?void?printTimeToDeliver()?{System.out.println("Time?to?delivery?is?"?+this.getStatus().getTimeToDelivery());}//?Methods?that?set?and?get?the?status?variable. }

下面這段代碼展示它是如何 work 的：

@Test public?void?givenPizaOrder_whenReady_thenDeliverable()?{Pizza?testPz?=?new?Pizza();testPz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);assertTrue(testPz.isDeliverable()); }

6.EnumSet and EnumMap

6.1. EnumSet

EnumSet?是一種專門為枚舉類型所設計的?Set?類型。

與HashSet相比，由于使用了內部位向量表示，因此它是特定?Enum?常量集的非常有效且緊湊的表示形式。

它提供了類型安全的替代方法，以替代傳統的基于int的“位標志”，使我們能夠編寫更易讀和易于維護的簡潔代碼。

EnumSet?是抽象類，其有兩個實現：RegularEnumSet?、JumboEnumSet，選擇哪一個取決于實例化時枚舉中常量的數量。

在很多場景中的枚舉常量集合操作（如：取子集、增加、刪除、containsAll和removeAll批操作）使用EnumSet非常合適；如果需要迭代所有可能的常量則使用Enum.values()。

publicclass?Pizza?{privatestatic?EnumSet<PizzaStatus>?undeliveredPizzaStatuses?=EnumSet.of(PizzaStatus.ORDERED,?PizzaStatus.READY);private?PizzaStatus?status;publicenum?PizzaStatus?{...}public?boolean?isDeliverable()?{returnthis.status.isReady();}public?void?printTimeToDeliver()?{System.out.println("Time?to?delivery?is?"?+this.getStatus().getTimeToDelivery()?+?"?days");}public?static?List<Pizza>?getAllUndeliveredPizzas(List<Pizza>?input)?{return?input.stream().filter((s)?->?undeliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus())).collect(Collectors.toList());}public?void?deliver()?{if?(isDeliverable())?{PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy().deliver(this);this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED);}}//?Methods?that?set?and?get?the?status?variable. }

下面的測試演示了展示了?EnumSet?在某些場景下的強大功能：

@Test public?void?givenPizaOrders_whenRetrievingUnDeliveredPzs_thenCorrectlyRetrieved()?{List<Pizza>?pzList?=?new?ArrayList<>();Pizza?pz1?=?new?Pizza();pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);Pizza?pz2?=?new?Pizza();pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);Pizza?pz3?=?new?Pizza();pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);Pizza?pz4?=?new?Pizza();pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);pzList.add(pz1);pzList.add(pz2);pzList.add(pz3);pzList.add(pz4);List<Pizza>?undeliveredPzs?=?Pizza.getAllUndeliveredPizzas(pzList);assertTrue(undeliveredPzs.size()?==?3); }

6.2. EnumMap

EnumMap是一個專門化的映射實現，用于將枚舉常量用作鍵。與對應的?HashMap?相比，它是一個高效緊湊的實現，并且在內部表示為一個數組:

EnumMap<Pizza.PizzaStatus,?Pizza>?map;

讓我們快速看一個真實的示例，該示例演示如何在實踐中使用它：

publicstatic?EnumMap<PizzaStatus,?List<Pizza>>groupPizzaByStatus(List<Pizza>?pizzaList)?{EnumMap<PizzaStatus,?List<Pizza>>?pzByStatus?=new?EnumMap<PizzaStatus,?List<Pizza>>(PizzaStatus.class);for?(Pizza?pz?:?pizzaList)?{PizzaStatus?status?=?pz.getStatus();if?(pzByStatus.containsKey(status))?{pzByStatus.get(status).add(pz);}?else?{List<Pizza>?newPzList?=?new?ArrayList<Pizza>();newPzList.add(pz);pzByStatus.put(status,?newPzList);}}return?pzByStatus; }

下面的測試演示了展示了?EnumMap?在某些場景下的強大功能：

@Test public?void?givenPizaOrders_whenGroupByStatusCalled_thenCorrectlyGrouped()?{List<Pizza>?pzList?=?new?ArrayList<>();Pizza?pz1?=?new?Pizza();pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);Pizza?pz2?=?new?Pizza();pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);Pizza?pz3?=?new?Pizza();pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED);Pizza?pz4?=?new?Pizza();pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);pzList.add(pz1);pzList.add(pz2);pzList.add(pz3);pzList.add(pz4);EnumMap<Pizza.PizzaStatus,List<Pizza>>?map?=?Pizza.groupPizzaByStatus(pzList);assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED).size()?==?1);assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.ORDERED).size()?==?2);assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.READY).size()?==?1); }

7. 通過枚舉實現一些設計模式

7.1 單例模式

通常，使用類實現 Singleton 模式并非易事，枚舉提供了一種實現單例的簡便方法。

《Effective Java 》和《Java與模式》都非常推薦這種方式，使用這種方式方式實現枚舉可以有什么好處呢？

《Effective Java》

“

這種方法在功能上與公有域方法相近，但是它更加簡潔，無償提供了序列化機制，絕對防止多次實例化，即使是在面對復雜序列化或者反射攻擊的時候。雖然這種方法還沒有廣泛采用，但是單元素的枚舉類型已經成為實現 Singleton的最佳方法。—-《Effective Java 中文版 第二版》

《Java與模式》

“

《Java與模式》中，作者這樣寫道，使用枚舉來實現單實例控制會更加簡潔，而且無償地提供了序列化機制，并由JVM從根本上提供保障，絕對防止多次實例化，是更簡潔、高效、安全的實現單例的方式。

下面的代碼段顯示了如何使用枚舉實現單例模式：

publicenum?PizzaDeliverySystemConfiguration?{INSTANCE;PizzaDeliverySystemConfiguration()?{//?Initialization?configuration?which?involves//?overriding?defaults?like?delivery?strategy}private?PizzaDeliveryStrategy?deliveryStrategy?=?PizzaDeliveryStrategy.NORMAL;public?static?PizzaDeliverySystemConfiguration?getInstance()?{return?INSTANCE;}public?PizzaDeliveryStrategy?getDeliveryStrategy()?{return?deliveryStrategy;} }

如何使用呢？請看下面的代碼：

PizzaDeliveryStrategy?deliveryStrategy?=?PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy();

通過?PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance()?獲取的就是單例的?PizzaDeliverySystemConfiguration

7.2 策略模式

通常，策略模式由不同類實現同一個接口來實現的。

這也就意味著添加新策略意味著添加新的實現類。使用枚舉，可以輕松完成此任務，添加新的實現意味著只定義具有某個實現的另一個實例。

下面的代碼段顯示了如何使用枚舉實現策略模式：

publicenum?PizzaDeliveryStrategy?{EXPRESS?{@Overridepublic?void?deliver(Pizza?pz)?{System.out.println("Pizza?will?be?delivered?in?express?mode");}},NORMAL?{@Overridepublic?void?deliver(Pizza?pz)?{System.out.println("Pizza?will?be?delivered?in?normal?mode");}};public?abstract?void?deliver(Pizza?pz); }

給?Pizza增加下面的方法：

public?void?deliver()?{if?(isDeliverable())?{PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy().deliver(this);this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED);} }

如何使用呢？請看下面的代碼：

@Test public?void?givenPizaOrder_whenDelivered_thenPizzaGetsDeliveredAndStatusChanges()?{Pizza?pz?=?new?Pizza();pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);pz.deliver();assertTrue(pz.getStatus()?==?Pizza.PizzaStatus.DELIVERED); }

8. Java 8 與枚舉

Pizza 類可以用Java 8重寫，您可以看到方法 lambda 和Stream API如何使?getAllUndeliveredPizzas（）和groupPizzaByStatus（）方法變得如此簡潔：

getAllUndeliveredPizzas（）:

public?static?List<Pizza>?getAllUndeliveredPizzas(List<Pizza>?input)?{return?input.stream().filter((s)?->?!deliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus())).collect(Collectors.toList()); }

groupPizzaByStatus（）?:

public static?EnumMap<PizzaStatus,?List<Pizza>>groupPizzaByStatus(List<Pizza>?pzList)?{EnumMap<PizzaStatus,?List<Pizza>>?map?=?pzList.stream().collect(Collectors.groupingBy(Pizza::getStatus,()?->?new?EnumMap<>(PizzaStatus.class),?Collectors.toList()));return?map; }

9. Enum 類型的 JSON 表現形式

使用Jackson庫，可以將枚舉類型的JSON表示為POJO。下面的代碼段顯示了可以用于同一目的的Jackson批注：

@JsonFormat(shape?=?JsonFormat.Shape.OBJECT) publicenum?PizzaStatus?{ORDERED?(5){@Overridepublic?boolean?isOrdered()?{returntrue;}},READY?(2){@Overridepublic?boolean?isReady()?{returntrue;}},DELIVERED?(0){@Overridepublic?boolean?isDelivered()?{returntrue;}};privateint?timeToDelivery;public?boolean?isOrdered()?{returnfalse;}public?boolean?isReady()?{returnfalse;}public?boolean?isDelivered(){returnfalse;}@JsonProperty("timeToDelivery")public?int?getTimeToDelivery()?{return?timeToDelivery;}private?PizzaStatus?(int?timeToDelivery)?{this.timeToDelivery?=?timeToDelivery;} }

我們可以按如下方式使用?Pizza?和?PizzaStatus：

Pizza?pz?=?new?Pizza(); pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); System.out.println(Pizza.getJsonString(pz));

生成 Pizza 狀態以以下JSON展示：

{"status"?:?{"timeToDelivery"?:?2,"ready"?:?true,"ordered"?:?false,"delivered"?:?false},"deliverable"?:?true }

有關枚舉類型的JSON序列化/反序列化（包括自定義）的更多信息，請參閱Jackson-將枚舉序列化為JSON對象。

10.總結

本文我們討論了Java枚舉類型，從基礎知識到高級應用以及實際應用場景，讓我們感受到枚舉的強大功能。

11. 補充

我們在上面講到了，我們可以通過在枚舉類型中定義屬性,方法和構造函數讓它變得更加強大。

下面我通過一個實際的例子展示一下，當我們調用短信驗證碼的時候可能有幾種不同的用途，我們在下面這樣定義：

publicenum?PinType?{REGISTER(100000,?"注冊使用"),FORGET_PASSWORD(100001,?"忘記密碼使用"),UPDATE_PHONE_NUMBER(100002,?"更新手機號碼使用");privatefinalint?code;privatefinal?String?message;PinType(int?code,?String?message)?{this.code?=?code;this.message?=?message;}public?int?getCode()?{return?code;}public?String?getMessage()?{return?message;}@Overridepublic?String?toString()?{return"PinType{"?+"code="?+?code?+",?message='"?+?message?+?'\''?+'}';} }

實際使用：

System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getCode()); System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getMessage()); System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.toString());

Output:

100001 忘記密碼使用 PinType{code=100001,?message='忘記密碼使用'}

這樣的話，在實際使用起來就會非常靈活方便！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的用好 Java 中的枚举，真的没有那么简单！的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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