Java - 枚举类详解

1.枚举类入门

Java 5 新增了一个enum关键字（它与class、interface关键字的地方相同），用以定义枚举类。正如前面看到的，枚举类是一种特殊的类，他一样可以有自己的成员变量、方法，可以实现一个或多个接口，也可以定义自己的构造器。一个Java源文件中最多只能定义一个public访问权限的枚举类，且java源文件也必须和该枚举类的类名相同。

但枚举类终究不是普通类，它与普通类有如下简单区别。
（1）枚举类可以实现一个或多个接口，使用enum定义的枚举类默认继承了java.lang.Enum类，而不是默认继承Object类，因此枚举类不能显示继承其他父类。其中java.lang.Enum类实现了java.lang.Serializable和java.lang.Comparable两个接口。
（2）使用enum定义、非抽象的枚举类默认会使用final修饰，因此枚举类不能派生子类。
（3）枚举类的构造器只能使用private访问控制符，如果省略了构造器的访问控制符，则默认使用private修饰；如果强制指定访问控制符，则只能指定private修饰符。
（4）枚举类的所有实例必须在枚举类的第一行显式列车，否则这个枚举类永远都不能产生实例。列出这些实例时，系统会自动添加public static final修饰，无须程序员显式添加。

枚举类默认提供了一个values()方法，该方法可以很方便地遍历所有的枚举值。

public enum SeasonEnum {    // 在第一行列出4个枚举实例    SPRING,SUMMER,FALL,WINTER;}

编译上面Java程序，将生成一个SeasonEnu.class文件，这表明枚举类型是一个特殊的Java类。由此可见，enum关键字和class、interface关键字的作用大致相似。
定义枚举类时，需要显示列出所有的枚举值，如上面的SPRING,SUMMER,FALL,WINTER;所示，所有的枚举值之间以英文逗号（,）隔开，枚举值列举结束后以英文分号作为结束。这些枚举值代表了该枚举类的所有可能的实例。
如果需要使用该枚举类的某个实例，则可使用EnumClass.variable的形式，如SeasonEnum.SPRING.下面我们通过一个例子来了解一下枚举的简单用法。

public class Test3 {    public enum SeasonEnum {        // 在第一行列出4个枚举实例        SPRING, SUMMER, FALL, WINTER;    }    public void judge(SeasonEnum seasonEnum) {        // switch 语句里的表达式可以是枚举值        switch (seasonEnum) {            case SPRING :                System.out.println("出暖花开，正好踏青");                break;            case SUMMER :                System.out.println("夏日炎炎，适合游泳");                break;            case FALL :                System.out.println("秋高气爽，进补及时");                break;            case WINTER :                System.out.println("冬日雪飘，围炉赏雪");                break;        }    }    public static void main(String[] args) {        Test3 test3 = new Test3();        // 枚举类默认有一个values()方法，返回该枚举类的所有实例        for (SeasonEnum s : SeasonEnum.values()) {            System.out.println(s);        }        // 使用枚举实例时，可通过EnumClass.variable形式来访问        test3.judge(SeasonEnum.SPRING);    }}

java.lang.Enum类

因为所有的枚举类都继承了java.lang.Enum类，所以枚举类可以直接使用java.lang.Enum类中所有包含的方法。java.lang.Enum类中提供了如下几个方法：
（1）int compareTo(E o)：该方法用于与指定枚举对象比较顺序，同一个枚举实例只能与相同类型的枚举实例进行比较。如果该枚举对象位于指定枚举对象之后，则返回正数；如果该枚举对象位于指定枚举对象之前，则返回负数，否则返回零。
（2）String name()：返回此枚举实例的名称，这个名称就是定义枚举类时列出的所有枚举值之一。与此方法相比，大多数程序员应先考虑使用toString()方法，因此toString()方法返回更加用户友好的名称。
（3）int ordinal()：返回枚举值在枚举类中的索引值（就是枚举值在枚举声明中的位置，第一个枚举值的索引值为零）。
（4）：String toString()：返回枚举常量的名称，与name方法相似，但toString()方法更常用。
（5）：public static < T extends Enum < T> > T valueOf(Class< T > enumType,String name)：这是一个静态方法，用于返回指定枚举类中指定名称的枚举值。名称必须与在该枚举类中声明枚举值时所用的标识符完全匹配，不允许使用额外的空白字符。

枚举类的成员变量、方法和构造器

我们来看一个例子：

public class Test4 {    public enum Gender {        MALE,FEMALE;        // 定义一个public修士的实例变量        public String name;    }    public static void main(String[] args) {        // 通过Enum的valueOf()方法来获取指定枚举类的枚举值        Gender g = Enum.valueOf(Gender.class, "FEMALE");        // 直接为枚举值的name实例变量赋值        g.name = "女";        // 直接访问枚举值的name实例变量        System.out.println(g + "代表：" + g.name);    }}

上面程序使用Gender枚举类时与使用一个普通类没有太大的差别，差别只是产生Gender对象的方式不同，枚举类的实例只能是枚举值，而不是随意地通过new来创建枚举类对象。
正如前面提到的，Java应该吧所有类设计成良好封装的类，所以不应该允许直接访问Gender类的name成员，而是应该通过方法来控制对name的访问。否则可能出现混乱的情形，例如上面程序恰好设置了g.name = “女”，要是采用g.name = “男”，那程序就会非常混乱了，可能出现FEMALE代表男的局面。可以按照如下代码来改进Gender类的设计。

public class Test4 {    public enum Gender {        MALE, FEMALE;        // 定义一个public修士的实例变量        public String name;        public void setName(String name) {            switch (this) {                case MALE :                    if (name.equals("男")) {                        this.name = name;                    } else {                        System.out.println("参数错误");                        return;                    }                    break;                case FEMALE :                    if (name.equals("女")) {                        this.name = name;                    } else {                        System.out.println("参数错误");                        return;                    }                    break;            }        }        public String getName() {            return name;        }    }    public static void main(String[] args) {        // 通过Enum的valueOf()方法来获取指定枚举类的枚举值        Gender g = Enum.valueOf(Gender.class, "FEMALE");        // 直接为枚举值的name实例变量赋值        g.setName("女");        // 直接访问枚举值的name实例变量        System.out.println(g + "代表：" + g.name);        // 此时设置name值时将会提示参数错误        g.setName("男");        // 直接访问枚举值的name实例变量        System.out.println(g + "代表：" + g.name);    }}

上面的做法可以提高安全性，但是还是不够好。枚举类通常应该设计成不可变类，就是说，它的成员变量值不应该允许改变，这样会更安全，而且代码更加简洁。因此建议将枚举类的成员变量使用private final 修饰。
如果所有的成员变量都是用了final修饰符来修饰，所以必须在构造器里为这些成员变量指定初始值（或者在定义成员变量是指定默认值，或者在初始化块中指定初始值，但这两种情况并不多见），因此应该为枚举类显示定义带参数的构造器。
一旦为枚举类显示定义了带参数的构造器，列出枚举值时就必须对应地传入参数：

我们更改上面的例子如下：

public enum Gender {    // 此处的枚举值必须调用对应的构造器来创建    MALE("男"), FEMALE("女");    // 定义一个public修士的实例变量    private final String name;    private Gender(String name) {        this.name = name();    }    public String getName() {        return this.name;    }}

实现接口的枚举类

枚举类也可以实现一个或多个接口。与普通类实现一个或多个接口完全一样，枚举类实现一个或多个接口时，也需要实现该接口所包含的方法。如下面代码所示：

    public interface GenderDesc {        void info();    }    public enum Gender implements GenderDesc{        // 此处的枚举值必须调用对应的构造器来创建        MALE("男"), FEMALE("女");        // 定义一个public修士的实例变量        private final String name;        private Gender(String name) {            this.name = name();        }        public String getName() {            return this.name;        }        @Override        public void info() {            System.out.println("这是一个用于定义性别的枚举类");        }    }

与普通类实现接口完全一样，如果由枚举类来实现接口里的方法，则每个枚举值在调用这个方法时都有相同的行为方式（因为方法体完全一样）。如果需要每个枚举值在调用该方法时呈现出不同行为方式，则可以让每个枚举值分别来实现该方法，每个枚举值提供不同的实现方式，从而不同的枚举值调用该方法是具有不同的行为方式。代码如下：

public interface GenderDesc {        void info();    }    public enum Gender implements GenderDesc{        // 此处的枚举值必须调用对应的构造器来创建        MALE("男")        {            @Override            public void info() {                System.out.println("这个枚举值代表男");            }        },         FEMALE("女")        {            @Override            public void info() {                System.out.println("这个枚举值代表女");            }        };        // 定义一个public修士的实例变量        private final String name;        private Gender(String name) {            this.name = name();        }        public String getName() {            return this.name;        }    }

这里分别实现接口方法的语法与匿名内部类语法大致相似，只是它依然是枚举类的匿名内部子类。

注：并不是所有的枚举类都是用了final修饰！非抽象的枚举类才默认使用final修饰。对于一个抽象的枚举类而言——只要包含了抽象方法，他就是抽象枚举类，系统默认使用abstract修饰，而不是使用final修饰。

包含抽象方法的枚举类

假设有一个Operation枚举类，它的4个枚举值PLUS,MINUS,TIMES,DIVIDE分别代表加、减、乘、除四中运算，该枚举类需要定义一个eval()方法来完成计算。
从上面描述可以看出，Operation需要让PLUS,MINUS,TIMES,DIVIDE四个值对eval()方法各有不同的实现，此时可以考虑为Operation枚举类定义一个eval(）抽象方法，然后让4哥枚举值分别为eval()提供不同的实现，代码如下：

package com.lyong.test;  public enum Operation {    PLUS {        @Override        public double eval(double x, double y) {            return x + y;        }    },    MINUS {        @Override        public double eval(double x, double y) {            return x - y;        }    },    TIMES {        @Override        public double eval(double x, double y) {            return x * y;        }    },    DIVIDE {        @Override        public double eval(double x, double y) {            return x / y;        }    };    // 为枚举类定义一个抽象方法    // 这个抽象方法由不同的枚举值提供不同的实现    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(3, 4));        System.out.println(Operation.TIMES.eval(3, 4));        System.out.println(Operation.DIVIDE.eval(3, 4));    }}

编译上面程序会生成5个class文件，其实Operation对应一个class文件，它的4各匿名内部子类分别对应一个class文件。
枚举类里定义抽象方法时不能使用abstract关键字将枚举类定义成抽象类（因为系统自动会为它添加abstract关键字），但因为枚举类需要显示创建枚举值，而不是作为父类，所以定义每个枚举值时必须为抽象方法提供实现，否则将出现编译错误。