枚举编程通俗理解 给大伙讲一讲枚举的使用以及原理

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什么是枚举

枚举是JDK1.5新增的一种数据类型，是一种特殊的类，常用于表示一组常量，比如一年四季，12个月份，星期一到星期天，服务返回的错误码，结算支付的方式等等。枚举是使用enum关键字来定义。

枚举的使用

在使用枚举之前我们先探讨一个问题，为什么要使用枚举。

现在有个业务场景是结算支付，有支付宝和微信支付两种方式，1表示支付宝，2表示微信支付，还需要根据编码(1或2)获取相应的英文名，如果不用枚举，我们就要这样写。

publicclassPayTypeUtil{ //支付宝 privatestaticfinalintALI_PAY=1; //微信支付 privatestaticfinalintWECHAT_PAY=2; //根据编码获取支付方式的名称 publicStringgetPayName(intcode){ if(ALI_PAY==code){ return"Ali_Pay"; } if(WECHAT_PAY==code){ return"Wechat_Pay"; } returnnull; } }

如果这时，产品经理说要增加一个银联支付，就要加多if的判断，就会造成有多少种支付方式，就有多少个if，非常难看。

如果使用枚举，就变得很优雅，先看代码：

publicenumPayTypeEnum{ /**支付宝*/ ALI_PAY(1,"ALI_PAY"), /**微信支付*/ WECHAT_PAY(2,"WECHAT_PAY"); privateintcode; privateStringdescribe; PayTypeEnum(intcode,Stringdescribe){ this.code=code; this.describe=describe; } //根据编码获取支付方式 publicPayTypeEnumfind(intcode){ for(PayTypeEnumpayTypeEnum:values()){ if(payTypeEnum.getCode()==code){ returnpayTypeEnum; } } returnnull; } //getter、setter方法 }

当我们需要扩展，只需要定义多一个实例即可，其他代码都不用动，比如加多一个银联支付。

/**支付宝*/ ALI_PAY(1,"ALI_PAY"), /**微信支付*/ WECHAT_PAY(2,"WECHAT_PAY"), //只需要加多一行代码即可完成扩展 /**银联支付*/ UNION_PAY(3,"UNION_PAY");

一般在实际项目中，最多的写法就是这样，主要是简单明了，易于扩展。

第二种常见的用法是结合switch-case使用，比如我定义一个一年四季的枚举。

publicenumSeason{ //春 SPRING, //夏 SUMMER, //秋 AUTUMN, //冬 WINTER; }

然后结合switch使用。

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ doSomething(Season.SPRING); } privatestaticvoiddoSomething(Seasonseason){ switch(season){ caseSPRING: System.out.println("不知细叶谁裁出，二月春风似剪刀"); break; caseSUMMER: System.out.println("接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红"); break; caseAUTUMN: System.out.println("停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花"); break; caseWINTER: System.out.println("梅花香自苦寒来，宝剑锋从磨砺出"); break; default: System.out.println("垂死病中惊坐起，笑问客从何处来"); } }

可能很多人觉得直接用int，String类型配合switch使用就够了，为什么还要支持枚举，这样的设计是不是显得很多余，其实非也。

不妨反过来想，假如用1到4代表四季，接收的参数类型就是int，在没有提示的情况下，我们仅仅只知道数int类型是很难猜到需要传入数字的范围，字符串也是一样，如果不用枚举你是很难一眼看出需要传入什么参数，这才是最关键的。

如果使用枚举，那么问题就迎刃而解，当你调用doSomething()方法时，一看到枚举就知道传入的是哪几个参数，因为已经在枚举类里面定义好了。这对于项目交接，还有代码的可读性都是非常有利的。

这种限制不单止限制了调用方，也限制了传入的参数只能是定义好的枚举，不用担心传入的参数错误导致的程序错误。

所以枚举类使用得恰当，对于项目的可维护性是有很大提升的。

枚举本身的方法

首先我们先以上面的支付类型枚举PayTypeEnum为例子，看看有哪些自带的方法。

valueOf()方法

这是一个静态方法，传入一个字符串(枚举的名称)，获取枚举类。如果传入的名称不存在，则报错。

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ System.out.println(PayTypeEnum.valueOf("ALI_PAY")); System.out.println(PayTypeEnum.valueOf("HUAWEI_PAY")); }

values()方法

返回包含枚举类中所有枚举数据的一个数组。

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ PayTypeEnum[]payTypeEnums=PayTypeEnum.values(); for(PayTypeEnumpayTypeEnum:payTypeEnums){ System.out.println("code:" payTypeEnum.getCode() ",describe:" payTypeEnum.getDescribe()); } }

ordinal()方法

默认情况下，枚举类会给定义的枚举提供一个默认的次序，ordinal()方法就可以返回枚举的次序。

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ PayTypeEnum[]payTypeEnums=PayTypeEnum.values(); for(PayTypeEnumpayTypeEnum:payTypeEnums){ System.out.println("ordinal:" payTypeEnum.ordinal() ",Enum:" payTypeEnum); } } /** ordinal:0,Enum:ALI_PAY ordinal:1,Enum:WECHAT_PAY ordinal:2,Enum:UNION_PAY */

name()、toString()方法

返回定义枚举用的名称。

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ for(Seasonseason:Season.values()){ System.out.println(season.name()); } for(Seasonseason:Season.values()){ System.out.println(season.toString()); } }

输出结果都是一样的：

SPRING SUMMER AUTUMN WINTER

为什么？因为底层代码是一样，返回的是name。

publicabstractclassEnum<EextendsEnum<E>>implementsComparable<E>,Serializable{ publicfinalStringname(){ returnname; } publicStringtoString(){ returnname; } }

区别在于toString()方法没有被final修饰，可以重写，name()方法不能重写。

compareTo()方法

因为枚举类实现了Comparable接口，所以必须重写compareTo()方法，比较的是枚举的次序，也就是ordinal，源码如下：

publicfinalintcompareTo(Eo){ Enum<?>other=(Enum<?>)o; Enum<E>self=this; if(self.getClass()!=other.getClass()&&//optimization self.getDeclaringClass()!=other.getDeclaringClass()) thrownewClassCastException(); returnself.ordinal-other.ordinal; }

因为实现Comparable接口，所以可以用来排序，比如这样：

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ //这里是乱序的枚举数组 Season[]seasons=newSeason[]{Season.WINTER,Season.AUTUMN,Season.SPRING,Season.SUMMER}; //调用sort方法排序，按默认次序排序 Arrays.sort(seasons); for(Seasonseason:seasons){ System.out.println(season); } }

输出结果，按照默认次序排序：

SPRING SUMMER AUTUMN WINTER

原理

以枚举Season为例，分析一下枚举的底层。表面上看，一个枚举很简单：

publicenumSeason{ //春 SPRING, //夏 SUMMER, //秋 AUTUMN, //冬 WINTER; }

实际上编译器在编译的时候做了很多动作，我们使用javap -v对Season.class文件反编译，可以看到很多细节。

首先我们看到枚举是继承了抽象类Enum的类。

Seasonextendsjava.lang.Enum<Season>

第二，通过一段静态代码块初始化枚举。

static{}; descriptor:()V flags:ACC_STATIC Code: stack=4,locals=0,args_size=0 0:new#4//classio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season 3:dup 4:ldc#7//StringSPRING 6:iconst_0 7:invokespecial#8//Method"<init>":(Ljava/lang/String;I)V 10:putstatic#9//FieldSPRING:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 13:new#4//classio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season 16:dup 17:ldc#10//StringSUMMER 19:iconst_1 20:invokespecial#8//Method"<init>":(Ljava/lang/String;I)V 23:putstatic#11//FieldSUMMER:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 26:new#4//classio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season 29:dup 30:ldc#12//StringAUTUMN 32:iconst_2 33:invokespecial#8//Method"<init>":(Ljava/lang/String;I)V 36:putstatic#13//FieldAUTUMN:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 39:new#4//classio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season 42:dup 43:ldc#14//StringWINTER 45:iconst_3 46:invokespecial#8//Method"<init>":(Ljava/lang/String;I)V 49:putstatic#15//FieldWINTER:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 52:iconst_4 53:anewarray#4//classio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season 56:dup 57:iconst_0 58:getstatic#9//FieldSPRING:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 61:aastore 62:dup 63:iconst_1 64:getstatic#11//FieldSUMMER:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 67:aastore 68:dup 69:iconst_2 70:getstatic#13//FieldAUTUMN:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 73:aastore 74:dup 75:iconst_3 76:getstatic#15//FieldWINTER:Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 79:aastore 80:putstatic#1//Field$VALUES:[Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 83:return

这段静态代码块的作用就是生成四个静态常量字段的值，还生成了$VALUES字段，用于保存枚举类定义的枚举常量。相当于执行了以下代码：

SeasonSPRING=newSeason1(); SeasonSUMMER=newSeason2(); SeasonAUTUMN=newSeason3(); SeasonWINTER=newSeason4(); Season[]$VALUES=newSeason[4]; $VALUES[0]=SPRING; $VALUES[1]=SUMMER; $VALUES[2]=AUTUMN; $VALUES[3]=WINTER;

第三个，关于values()方法，这是一个静态方法，作用是返回该枚举类的数组，底层实现原理，其实是这样的。

publicstaticio.github.yehongzhi.user.redisLock.Season[]values(); Code: 0:getstatic#1//Field$VALUES:[Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season; 3:invokevirtual#2//Method"[Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season;".clone:()Ljava/lang/Object; 6:checkcast#3//class"[Lio/github/yehongzhi/user/redisLock/Season;" 9:areturn

其实是将静态代码块初始化的$VALUES数组克隆一份，然后强转成Season[]返回。相当于这样：

publicstaticSeason[]values(){ return(Season[])$VALUES.clone(); }

所以表面上，只是加了一个enum关键字定义枚举，但是底层一旦确认是枚举类，则会由编译器对枚举类进行特殊处理，通过静态代码块初始化枚举，只要是枚举就一定会提供values()方法。

通过反编译我们也知道所有的枚举父类都是抽象类Enum，所以Enum有的成员变量，实现的接口，子类也会有。

所以只要是枚举都会有name，ordinal这两个字段，并且我们看Enum的构造器。

/** *Soleconstructor.Programmerscannotinvokethisconstructor. *Itisforusebycodeemittedbythecompilerinresponseto *enumtypedeclarations. */ protectedEnum(Stringname,intordinal){ this.name=name; this.ordinal=ordinal; }

翻译一下上面那段英文，意思大概是：唯一的构造器，程序员没法调用此构造器，它是供编译器响应枚举类型声明而使用的。得出结论，枚举实例的创建也是由编译器完成的。

枚举实现单例

很多人都说，枚举类是最好的实现单例的一种方式，因为枚举类的单例是线程安全，并且是唯一一种不会被破坏的单例模式实现。也就是不能通过反射的方式创建实例，保证了整个应用中只有一个实例，非常硬核的单例。

publicclassSingletonObj{ //内部类使用枚举 privateenumSingletonEnum{ INSTANCE; privateSingletonObjsingletonObj; //在枚举类的构造器里初始化singletonObj SingletonEnum(){ singletonObj=newSingletonObj(); } privateSingletonObjgetSingletonObj(){ returnsingletonObj; } } //对外部提供的获取单例的方法 publicstaticSingletonObjgetInstance(){ //获取单例对象，返回 returnSingletonEnum.INSTANCE.getSingletonObj(); } //测试 publicstaticvoidmain(String[]args){ SingletonObja=SingletonObj.getInstance(); SingletonObjb=SingletonObj.getInstance(); System.out.println(a==b);//true } }

假如有人想通过反射创建枚举类呢，我们以Season枚举为例。

publicstaticvoidmain(String[]args)throwsException{ Constructor<Season>constructor=Season.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class); constructor.setAccessible(true); //通过反射调用构造器，创建枚举 Seasonseason=constructor.newInstance("NEW_SPRING",4); System.out.println(season); }

然后就会报错，因为不允许对枚举的构造器使用反射调用。

查看源码，就可以看到，有个专门针对枚举的if判断。

publicTnewInstance(Object...initargs)throwsInstantiationException,IllegalAccessException,IllegalArgumentException,InvocationTargetException{ if(!override){ if(!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz,modifiers)){ Class<?>caller=Reflection.getCallerClass(); checkAccess(caller,clazz,null,modifiers); } } //判断是否是枚举，如果是枚举的话，报、抛出异常 if((clazz.getModifiers()&Modifier.ENUM)!=0) //抛出异常，不能通过反射创建枚举 thrownewIllegalArgumentException("Cannotreflectivelycreateenumobjects"); ConstructorAccessorca=constructorAccessor;//readvolatile if(ca==null){ ca=acquireConstructorAccessor(); } @SuppressWarnings("unchecked") Tinst=(T)ca.newInstance(initargs); returninst; }

总结

枚举看起来好像是很小一部分的知识，其实深入挖掘的话，我们会发现还是有很多地方值得学习的。第一点使用枚举定义常量更容易扩展，而且代码可读性更强，维护性更好。接着第二点是需要了解枚举自带的方法。第三点通过反编译，探索编译器在编译阶段为枚举做了什么事情。最后再讲一下枚举实现单例模式的例子。

这篇文章讲到这里了，感谢大家的阅读，希望看完这篇文章能有所收获！

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