JAVA中的枚舉（一）

在實際編程中，往往存在著這樣的“數據集”，它們的數值在程序中是穩定的，而且“數據集”中的元素是有限的。例如星期一到星期日七個數據元素組成了一周的“數據集”，春夏秋冬四個數據元素組成了四季的“數據集”。在Java中想表示這種數據集最容易想到的寫法可能是這樣，我們以表示一周五天的工作日來舉例：

public class WeekDay {
        public static final int MONDAY = 1;
        public static final int TUESDAY = 2;
        public static final int WENSDAY = 3;
        public static final int THURSDAY = 4;
        public static final int FRIDAY = 5;
}

現在，你的類就可以使用像WeekDay.TUESDAY這樣的常量了。但是這里隱藏著一些問題，這些常量是Java中int類型的常量，這意味著該方法可以接受任何int 類型的值，即使它和WeekDay中定義的所有日期都對應不上。因此，您需要檢測上界和下界，在出現無效值的時候，可能還要拋出一個IllegalArgumentException。而且，如果后來又添加另外一個日期（例如WeekDay.SATURDAY ），那么必須改變所有代碼中的上界，才能接受這個新值。換句話說，在使用這類帶有整型常量的類時，這個方案也許可行，但并不是非常有效。

     Joshua Bloch老大這時站了出來，在他的著作《Effective Java》中提出了在這樣場景下的一種非常好的模式——Type-safe enumeration pattern。這個模式簡而言之就是給這樣的常量類一個私有的構造方法，然后聲明一些public static final 的同類型的變量暴露給使用者，例如：

public class WeekDay {
         public static final WeekDay MONDAY = new WeekDay(1);
         public static final WeekDay TUESDAY = new WeekDay(2);
         public static final WeekDay WENSDAY = new WeekDay(3);
         public static final WeekDay THURSDAY = new WeekDay(4);
         public static final WeekDay FRIDAY = new WeekDay(5);
         
         public int getValue(){
                   return value;
         }
         
         private int value;
         
         private WeekDay(int i){
                   this.value = i;
         }
         //other methods...
}

這樣做的好處是你的程序現在接受的不是int類型的數據了，而是WeekDay的一個預定義好的static final的實例（WeekDay.TUESDAY等 ），例如：

public void setWeekDay(WeekDay weekDay){...}

  而這樣做也避免了可以隨意向方法中傳遞一個不合法的int型數值（例如-1）而造成程序錯誤。同時，它還會帶來其他的一些好處：由于這些枚舉的對象都是一些類的實例，所以在里面放一些需要的屬性來存放數據；又由于他們都是單例的，你可以使用equals方法或是==符號來比較它們。

Joshua Bloch大大提出的枚舉模式，很好用但是好麻煩啊。如果你用過C/C++或是Pascal這樣的語言的話一定會對它們的枚舉類型有印象，例如在C/C++中我們可以這樣定義

enum weekday {
   MONDAY,
   TUESDAY,
   WENSDAY,
   THURSDAY,
   FRIDAY
};

然后在程序中就可以用MONDAY、TUESDAY這些變量了。這樣多方便，但是Java 1.4以前的版本并沒有提供枚舉類型的支持，所以如果你是用JDK 1.4開發程序的話就只能像Joshua Bloch老大那樣寫了。從java 5.0（代號為Tiger）開始，這種情況改變了，Java從語言層面支持了枚舉類型。

    枚舉是Tiger的一個很重要的新特性，它是一種新的類型，允許用常量來表示特定的數據片斷，而且全部都以類型安全的形式來表示，它使用“enum”關鍵字來定義。

    我們先來寫一個簡單的枚舉類型的定義：

public enum WeekDay{
         MONDAY, TUESDAY, WENSDAY, THURSDAY, FRIDAY; //最后這個“;”可寫可不寫。
}

這和類、接口的定義很相像嘛！Tiger中的枚舉類型就是一種使用特殊語法“enum”定義的類。所有的枚舉類型是java.lang.Enum的子類。這是Tiger中新引入的一個類，它本身并不是枚舉類型，但它定義了所有枚舉類型所共有的行為，如下表：

注意：雖然所有的枚舉類型都繼承自java.lang.Enum，但是你不能繞過關鍵字“enum”而使用直接繼承Enum的方式來定義枚舉類型。編譯器會提示錯誤來阻止你這么做。

    WeekDay中定義的五個枚舉常量之間使用“,”分割開來。這些常量默認都是“public static final”的，所以你就不必再為它們加上“public static final”修飾（編譯器會提示出錯），這也是為什么枚舉常量采用大寫字母來命名的原因。而且每一個常量都是枚舉類型WeekDay的一個實例。你可以通過類似“WeekDay.MONDAY”這種格式來獲取到WeekDay中定義的枚舉常量，也可以采用類似“WeekDay oneDay = WeekDay.MONDAY”的方式為枚舉類型變量賦值（你不能給枚舉類型變量分配除了枚舉常量和null以外的值，編譯器會提示出錯）。

    作為枚舉類型實例的枚舉常量是如何初始化的呢？其實答案很簡單，這些枚舉常量都是通過Enum中定義的構造函數進行初始化的。

//java.lang.Enum中定義的構造函數，
//兩個參數分別是定義的枚舉常量名稱以及它所在的次序。
protected Enum(String name, int ordinal) {
                   this.name = name;
                   this.ordinal = ordinal;
}

在初始化的過程中，枚舉常量的次序是按照聲明的順序安排的。第一個枚舉常量的次序是0，依此累加。

    枚舉類型除了擁有Enum提供的方法以外，還存在著兩個隱藏著的與具體枚舉類型相關的靜態方法——values()和valueOf(String arg0)。方法values()可以獲得包含所有枚舉常量的數組；方法valueOf是java.lang.Enum中方法valueOf的簡化版本，你可以通過它，根據傳遞的名稱來得到當前枚舉類型中匹配的枚舉常量。

我們來看一個枚舉類型使用的小例子。需求中要求可以對指定的日期進行相應的信息輸出。對于這么簡單的需求，這里就使用枚舉類型來進行處理。前面我們已經定義好了包含有五個工作日的枚舉類型。下面的代碼則是進行輸出的方法：

/**
         * 根據日期的不同輸出相應的日期信息。
         * @param weekDay     代表不同日期的枚舉常量
         */
         public void printWeekDay(WeekDay weekDay){
            switch(weekDay){
             case MONDAY:
                System.out.println(“Today is Monday!”);
break;
             case TUESDAY: 
                System.out.println(“Today is Tuesday!”);
break;
             case WENSDAY: 
                System.out.println(“Today is Wensday!”);
break;
             case THURSDAY: 
                System.out.println(“Today is hursday!”);
break;      
             case FRIDAY: 
                System.out.println(“Today is Friday!”);
break;      
             default:
                throw new AssertionError("Unexpected value: " + weekDay);
                   }
         }

在Tiger以前，switch操作僅能對int、short、char和byte進行操作。而在Tiger中，switch增加了對枚舉類型的支持，因為枚舉類型僅含有有限個可以使用整數代替的枚舉常量，這太適合使用switch語句了！就像上面代碼中那樣，你在swtich表達式中放置枚舉類型變量，就可以在case標示中直接使用枚舉類型中的枚舉常量了。

注意：case標示的寫法中沒有枚舉類型前綴，這意味著不能將代碼寫成 case Operation. PLUS，只需將其寫成 case PLUS即可。否則，編譯器會提示出錯信息。

    像上面的例子一樣，雖然你已經在case標示中窮盡了某個枚舉類型中的所有枚舉常量，但還是建議你在最后加上default標示（就像上面代碼示意的那樣）。因為萬一為枚舉類型添加一個新的枚舉常量，而忘了在switch中添加相應的處理，是很難發現錯誤的。

為了更好的支持枚舉類型，java.util中添加了兩個新類：EnumMap和EnumSet。使用它們可以更高效的操作枚舉類型。下面我一一介紹給你：

    EnumMap是專門為枚舉類型量身定做的Map實現。雖然使用其它的Map實現（如HashMap）也能完成枚舉類型實例到值得映射，但是使用EnumMap會更加高效：它只能接收同一枚舉類型的實例作為鍵值，并且由于枚舉類型實例的數量相對固定并且有限，所以EnumMap使用數組來存放與枚舉類型對應的值。這使得EnumMap的效率非常高。

    提示：EnumMap在內部使用枚舉類型的ordinal()得到當前實例的聲明次序，并使用這個次序維護枚舉類型實例對應值在數組的位置。

    下面是使用EnumMap的一個代碼示例。枚舉類型DataBaseType里存放了現在支持的所有數據庫類型。針對不同的數據庫，一些數據庫相關的方法需要返回不一樣的值，示例中getURL就是一個。

//現支持的數據庫類型枚舉類型定義
public enum DataBaseType{
                   MySQL,Oracle,DB2,SQLSERVER
}
 
//某類中定義的獲取數據庫URL的方法以及EnumMap的聲明。
……
private EnumMap<DataBaseType ,String> urls =
new EnumMap<DataBaseType ,String>(DataBaseType.class);
                   
public DataBaseInfo(){
         urls.put(DataBaseType.DB2,"jdbc:db2://localhost:5000/sample");
         urls.put(DataBaseType.mysql,"jdbc:mysql://localhost/mydb");
         urls.put(DataBaseType.oracle,"jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:sample");
         urls.put(DataBaseType.SQLSERVER,"jdbc:microsoft:sqlserver://localhost:1433;DatabaseName=mydb");
}
 
/**
* 根據不同的數據庫類型，返回對應的URL
* @param type     DataBaseType枚舉類新實例
* @return
*/
public String getURL(DataBaseType type){
         return this.urls.get(type);
}

在實際使用中，EnumMap對象urls往往是由外部負責整個應用初始化的代碼來填充的。這里為了演示方便，類自己做了內容填充。

    像例子中那樣，使用EnumMap可以很方便的為枚舉類型在不同的環境中綁定到不同的值上。如：例子中getURL綁定到URL上，在其它的代碼中可能又被綁定到數據庫驅動上去。

    EnumSet是枚舉類型的高性能Set實現。它要求放入它的枚舉常量必須屬于同一枚舉類型。EnumSet提供了許多工廠方法以便于初始化，見下表：

  EnumSet作為Set接口實現，它支持對包含的枚舉常量的遍歷：

for(Operation op : EnumSet.range(Operation.PLUS , Operation.MULTIPLY)) {

                   doSomeThing(op);

}

java.util.EnumSet和java.util.EnumMap是兩個枚舉集合。EnumSet保證集合中的元素不重復；EnumMap中的 key是enum類型，而value則可以是任意類型。

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