为什么建议你使用枚举？

时间：2020-06-28 16:44:53 阅读：60 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

枚举是 JDK 1.5 新增的数据类型，使用枚举我们可以很好的描述一些特定的业务场景，比如一年中的春、夏、秋、冬，还有每周的周一到周天，还有各种颜色，以及可以用它来描述一些状态信息，比如错误码等。

枚举类型不止存在在 Java 语言中，在其它语言中也都能找到它的身影，例如 C# 和 Python 等，但我发现在实际的项目中使用枚举的人很少，所以本文就来聊一聊枚举的相关内容，好让朋友们对枚举有一个大概的印象，这样在编程时起码还能想到有“枚举”这样一个类型。

本文的结构目录如下：

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枚举的 7 种使用方法

很多人不使用枚举的一个重要的原因是对枚举不够熟悉，那么我们就先从枚举的 7 种使用方法说起。

用法一：常量

在 JDK 1.5 之前，我们定义常量都是 public static final... ，但有了枚举，我们就可以把这些常量定义成一个枚举类了，实现代码如下：

 public enum ColorEnum {  
   RED, GREEN, BLANK, YELLOW  
 }

用法二：switch

将枚举用在 switch 判断中，使得代码可读性更高了，实现代码如下：

 enum ColorEnum {
     GREEN, YELLOW, RED
 }
 public class ColorTest {
     ColorEnum color = ColorEnum.RED;
 ?
     public void change() {
         switch (color) {
             case RED:
                 color = ColorEnum.GREEN;
                 break;
             case YELLOW:
                 color = ColorEnum.RED;
                 break;
             case GREEN:
                 color = ColorEnum.YELLOW;
                 break;
         }
     }
 }

用法三：枚举中增加方法

我们可以在枚举中增加一些方法，让枚举具备更多的特性，实现代码如下：

 public class EnumTest {
     public static void main(String[] args) {
         ErrorCodeEnum errorCode = ErrorCodeEnum.SUCCESS;
         System.out.println("状态码：" + errorCode.code() + 
                            " 状态信息：" + errorCode.msg());
     }
 }
 ?
 enum ErrorCodeEnum {
     SUCCESS(1000, "success"),
     PARAM_ERROR(1001, "parameter error"),
     SYS_ERROR(1003, "system error"),
     NAMESPACE_NOT_FOUND(2001, "namespace not found"),
     NODE_NOT_EXIST(3002, "node not exist"),
     NODE_ALREADY_EXIST(3003, "node already exist"),
     UNKNOWN_ERROR(9999, "unknown error");
 ?
     private int code;
     private String msg;
 ?
     ErrorCodeEnum(int code, String msg) {
         this.code = code;
         this.msg = msg;
     }
 ?
     public int code() {
         return code;
     }
 ?
     public String msg() {
         return msg;
     }
 ?
     public static ErrorCodeEnum getErrorCode(int code) {
         for (ErrorCodeEnum it : ErrorCodeEnum.values()) {
             if (it.code() == code) {
                 return it;
             }
         }
         return UNKNOWN_ERROR;
     }
 }

以上程序的执行结果为：

状态码：1000 状态信息：success

用法四：覆盖枚举方法

我们可以覆盖一些枚举中的方法用于实现自己的业务，比如我们可以覆盖 toString() 方法，实现代码如下：

 public class EnumTest {
     public static void main(String[] args) {
         ColorEnum colorEnum = ColorEnum.RED;
         System.out.println(colorEnum.toString());
     }
 }
 ?
 enum ColorEnum {
     RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLOW("黄色", 4);
     //  成员变量
     private String name;
     private int index;
 ?
     //  构造方法
     private ColorEnum(String name, int index) {
         this.name = name;
         this.index = index;
     }
 ?
     //覆盖方法
     @Override
     public String toString() {
         return this.index + "：" + this.name;
     }
 }

以上程序的执行结果为：

1：红色

用法五：实现接口

枚举类可以用来实现接口，但不能用于继承类，因为枚举默认继承了 java.lang.Enum 类，在 Java 语言中允许实现多接口，但不能继承多个父类，实现代码如下：

 public class EnumTest {
     public static void main(String[] args) {
         ColorEnum colorEnum = ColorEnum.RED;
         colorEnum.print();
         System.out.println("颜色：" + colorEnum.getInfo());
     }
 }
 ?
 interface Behaviour {
     void print();
 ?
     String getInfo();
 }
 ?
 enum ColorEnum implements Behaviour {
     RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLOW("黄色", 4);
     private String name;
     private int index;
 ?
     private ColorEnum(String name, int index) {
         this.name = name;
         this.index = index;
     }
 ?
     @Override
     public void print() {
         System.out.println(this.index + "：" + this.name);
     }
 ?
     @Override
     public String getInfo() {
         return this.name;
     }
 }

以上程序的执行结果为：

1：红色

颜色：红色

用法六：在接口中组织枚举类

我们可以在一个接口中创建多个枚举类，用它可以很好的实现“多态”，也就是说我们可以将拥有相同特性，但又有细微实现差别的枚举类聚集在一个接口中，实现代码如下：

 public class EnumTest {
     public static void main(String[] args) {
         // 赋值第一个枚举类
         ColorInterface colorEnum = ColorInterface.ColorEnum.RED;
         System.out.println(colorEnum);
         // 赋值第二个枚举类
         colorEnum = ColorInterface.NewColorEnum.NEW_RED;
         System.out.println(colorEnum);
     }
 }
 ?
 interface ColorInterface {
     enum ColorEnum implements ColorInterface {
         GREEN, YELLOW, RED
     }
     enum NewColorEnum implements ColorInterface {
         NEW_GREEN, NEW_YELLOW, NEW_RED
     }
 }

以上程序的执行结果为：

RED

NEW_RED

用法七：使用枚举集合

在 Java 语言中和枚举类相关的，还有两个枚举集合类 java.util.EnumSet 和 java.util.EnumMap，使用它们可以实现更多的功能。

使用 EnumSet 可以保证元素不重复，并且能获取指定范围内的元素，示例代码如下：

 import java.util.ArrayList;
 import java.util.EnumSet;
 import java.util.List;
 ?
 public class EnumTest {
     public static void main(String[] args) {
         List<ColorEnum> list = new ArrayList<ColorEnum>();
         list.add(ColorEnum.RED);
         list.add(ColorEnum.RED);  // 重复元素
         list.add(ColorEnum.YELLOW);
         list.add(ColorEnum.GREEN);
         // 去掉重复数据
         EnumSet<ColorEnum> enumSet = EnumSet.copyOf(list);
         System.out.println("去重：" + enumSet);
 ?
         // 获取指定范围的枚举（获取所有的失败状态）
         EnumSet<ErrorCodeEnum> errorCodeEnums = EnumSet.range(ErrorCodeEnum.ERROR, ErrorCodeEnum.UNKNOWN_ERROR);
         System.out.println("所有失败状态：" + errorCodeEnums);
     }
 }
 ?
 enum ColorEnum {
     RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLOW("黄色", 4);
     private String name;
     private int index;
 ?
     private ColorEnum(String name, int index) {
         this.name = name;
         this.index = index;
     }
 }
 ?
 enum ErrorCodeEnum {
     SUCCESS(1000, "success"),
     ERROR(2001, "parameter error"),
     SYS_ERROR(2002, "system error"),
     NAMESPACE_NOT_FOUND(2003, "namespace not found"),
     NODE_NOT_EXIST(3002, "node not exist"),
     NODE_ALREADY_EXIST(3003, "node already exist"),
     UNKNOWN_ERROR(9999, "unknown error");
 ?
     private int code;
     private String msg;
 ?
     ErrorCodeEnum(int code, String msg) {
         this.code = code;
         this.msg = msg;
     }
 ?
     public int code() {
         return code;
     }
 ?
     public String msg() {
         return msg;
     }
 }

以上程序的执行结果为：

去重：[RED, GREEN, YELLOW]

所有失败状态：[ERROR, SYS_ERROR, NAMESPACE_NOT_FOUND, NODE_NOT_EXIST, NODE_ALREADY_EXIST, UNKNOWN_ERROR]

EnumMap 与 HashMap 类似，不过它是一个专门为枚举设计的 Map 集合，相比 HashMap 来说它的性能更高，因为它内部放弃使用链表和红黑树的结构，采用数组作为数据存储的结构。

EnumMap 基本使用示例如下：

 import java.util.EnumMap;
 ?
 public class EnumTest {
     public static void main(String[] args) {
         EnumMap<ColorEnum, String> enumMap = new EnumMap<>(ColorEnum.class);
         enumMap.put(ColorEnum.RED, "红色");
         enumMap.put(ColorEnum.GREEN, "绿色");
         enumMap.put(ColorEnum.BLANK, "白色");
         enumMap.put(ColorEnum.YELLOW, "黄色");
         System.out.println(ColorEnum.RED + ":" + enumMap.get(ColorEnum.RED));
     }
 }
 ?
 enum ColorEnum {
     RED, GREEN, BLANK, YELLOW;
 }

以上程序的执行结果为：

RED:红色

使用注意事项

阿里《Java开发手册》对枚举的相关规定如下，我们在使用时需要稍微注意一下。

【强制】所有的枚举类型字段必须要有注释，说明每个数据项的用途。

【参考】枚举类名带上 Enum 后缀，枚举成员名称需要全大写，单词间用下划线隔开。说明：枚举其实就是特殊的常量类，且构造方法被默认强制是私有。正例：枚举名字为 ProcessStatusEnum 的成员名称：SUCCESS / UNKNOWN_REASON。

假如不使用枚举

在枚举没有诞生之前，也就是 JDK 1.5 版本之前，我们通常会使用 int 常量来表示枚举，实现代码如下：

 public static final int COLOR_RED = 1;
 public static final int COLOR_BLUE = 2;
 public static final int COLOR_GREEN = 3;

但是使用 int 类型可能存在两个问题：

第一， int 类型本身并不具备安全性，假如某个程序员在定义 int 时少些了一个 final 关键字，那么就会存在被其他人修改的风险，而反观枚举类，它“天然”就是一个常量类，不存在被修改的风险（原因详见下半部分）；

第二，使用 int 类型的语义不够明确，比如我们在控制台打印时如果只输出 1...2...3 这样的数字，我们肯定不知道它代表的是什么含义。

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那有人就说了，那就使用常量字符呗，这总不会还不知道语义吧？实现示例代码如下：

 public static final String COLOR_RED = "RED";
 public static final String COLOR_BLUE = "BLUE";
 public static final String COLOR_GREEN = "GREEN";

但是这样同样存在一个问题，有些初级程序员会不按套路出牌，他们可能会直接使用字符串的值进行比较，而不是直接使用枚举的字段，实现示例代码如下：

 public class EnumTest {
     public static final String COLOR_RED = "RED";
     public static final String COLOR_BLUE = "BLUE";
     public static final String COLOR_GREEN = "GREEN";
     public static void main(String[] args) {
         String color = "BLUE";
         if ("BLUE".equals(color)) {
             System.out.println("蓝色");
         }
     }
 }

这样当我们修改了枚举中的值，那程序就凉凉了。

枚举使用场景

枚举的常见使用场景是单例，它的完整实现代码如下：

public class Singleton {
     // 枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次
     private enum SingletonEnum {
         INSTANCE;
         // 声明单例对象
         private final Singleton instance;
         // 实例化
         SingletonEnum() {
             instance = new Singleton();
         }
         private Singleton getInstance() {
             return instance;
         }
     }
     // 获取实例（单例对象）
     public static Singleton getInstance() {
         return SingletonEnum.INSTANCE.getInstance();
     }
     private Singleton() {
     }
     // 类方法
     public void sayHi() {
         System.out.println("Hi,Java.");
     }
 }
 class SingletonTest {
     public static void main(String[] args) {
         Singleton singleton = Singleton.getInstance();
         singleton.sayHi();
     }
 }

因为枚举只会在类加载时装载一次，所以它是线程安全的，这也是《Effective Java》作者极力推荐使用枚举来实现单例的主要原因。

知识扩展

枚举为什么是线程安全的？

这一点要从枚举最终生成的字节码说起，首先我们先来定义一个简单的枚举类：

 public enum ColorEnumTest {
     RED, GREEN, BLANK, YELLOW;
 }

然后我们再将上面的那段代码编译为字节码，具体内容如下：

 public final class ColorEnumTest extends java.lang.Enum<ColorEnumTest> {
   public static final ColorEnumTest RED;
   public static final ColorEnumTest GREEN;
   public static final ColorEnumTest BLANK;
   public static final ColorEnumTest YELLOW;
   public static ColorEnumTest[] values();
   public static ColorEnumTest valueOf(java.lang.String);
   static {};
 }

从上述结果可以看出枚举类最终会被编译为被 final 修饰的普通类，它的所有属性也都会被 static 和 final 关键字修饰，所以枚举类在项目启动时就会被 JVM 加载并初始化，而这个执行过程是线程安全的，所以枚举类也是线程安全的类。

小贴士：代码反编译的过程是先用 javac 命令将 java 代码编译字节码（.class），再使用 javap 命令查看编译的字节码。

枚举比较小技巧

我们在枚举比较时使用 == 就够了，因为枚举类是在程序加载时就创建了（它并不是 new 出来的），并且枚举类不允许在外部直接使用 new 关键字来创建枚举实例，所以我们在使用枚举类时本质上只有一个对象，因此在枚举比较时使用 == 就够了。

并且我们在查看枚举的 equlas() 源码会发现，它的内部其实还是直接调用了 == 方法，源码如下：

 public final boolean equals(Object other) {
     return this==other;
 }

总结

本文我们介绍了枚举类的 7 种使用方法：常量、switch、枚举中添加方法、覆盖枚举方法、实现接口、在接口中组织枚举类和使用枚举集合等，然后讲了如果不使用枚举类使用 int 类型和 String 类型存在的一些弊端：语义不够清晰、容易被修改、存在被误用的风险，所以我们在适合的环境下应该尽量使用枚举类。并且我们还讲了枚举类的使用场景——单例，以及枚举类为什么是安全的，最后我们讲了枚举比较的小技巧，希望本文对你有帮助。