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《JAVA编程思想》学习笔记:第19章(枚举)

目录
Java编程思想(一)第1~4章:概述
Java编程思想(二)第5章:初始化和清理
Java编程思想(三)第6章:访问权限
Java编程思想(四)第7章:复用类
Java编程思想(五)第8章:多态
Java编程思想(六)第9章:接口
Java编程思想(七)第10章:内部类
Java编程思想(八)第11章:持有对象
Java编程思想(九)第12章:异常
Java编程思想(十)第13章:字符串
Java编程思想(十一)第14章:类型信息
Java编程思想(十二)第15章:泛型
Java编程思想(十三)第16章:数组
Java编程思想(十四)第17章:深入研究容器
Java编程思想(十五)第18章:Java I/O系统
Java编程思想(十六)第19章:枚举
Java编程思想(十七)第20章:注解
Java编程思想(十八)第21章:并发

第十九章、枚举类型

目录

1. 基本enum特性

2. switch语句中的enum

3.values()的神秘之处

5. 实现,而非继承

6. 随机选取

7. 使用接口组织枚举

8. 使用EnumSet替代位标志(BitSet)

9. 使用EnumMap

10 常量相关的方法

11 多路分发


概述:

  • 关键字enum:可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型(Class),而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用。
  • 创建enum时,编译器会为你自动生成一个相关类,此类自动extends java.lang.Enum类。

1. 基本enum特性

Enum类提供的功能如下:

  • values() 返回enum实例的数组,而且保持声明的顺序:
  • ordinal() 返回一个int值,这是每个enum实例在声明时的次序,从0开始。
  • == 来比较enum实例,编译器会自动提供equals和hashCode方法。
  • getDeclaringClass() 获取其所属的enum类。
  • name() 返回enum实例声明时的名字,与使用toString()效果相同。
  • Enum.valueOf() 是在Enum中定义的static方法,他根据给定的名字返回相应的enum实例,如果不存在会抛出异常。

1.1 将静态导入用于enum

  • 使用static import能够将enum实例的标识符代入当前的命名空间,所以无需再用enum类型来修饰enum实例。
  • 唯一担心的是使用静态导入会不会导致代码令人难以理解。

import static enumerated.Spiciness*;

1.2 向enum中添加新方法

  • 除了不能继承自一个enum之外,基本上可以将enum看做一个常规类。
  • 也就是说,可以添加方法,甚至可以有main方法。
  • 必须先定义enum实例,如果在实例之前定义任何方法或属性,编译时会报错。
  • 一旦enum的定义结束,编译器就不允许在使用其构造器来创建任何实例了。
public enum OzWitch {
    // Instances must be defined first, before methods: 
    WEST("Miss Gulch"),
    NORTH("Glinda"),
    EAST("Wicked"),
    SOUTH("Good");//必须在enum实例序列的最后添加一个分号。
    private String description;

    // Constructor must be package or private access:
    private OzWitch(String description) {
        this.description = description;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    @Override 
    public String toString() {}

    public static void main(String[] args) {
        for (OzWitch witch : OzWitch.values()) {
            print(witch + ": " + witch.getDescription());
        }
    }
}

2. switch语句中的enum

  • 一般来说switch中只能使用整形值;
  • 而枚举类型天生就具备整形值的次序,并且可以通过ordinal()方法获取其次序。
enum Signal {
    GREEN, YELLOW, RED,
}
public class TrafficLight {
    Signal color = Signal.RED;
    public void change() {
        switch (color) {
            case RED:
            case GREEN:
            case YELLOW:
        }
    }
}

3.values()的神秘之处

enum类都自动继承自Enum类(编译器实现),我们可以查看Enum中并没有values()方法。利用反射机制查看究竟:

  • values()是由编译器自动添加的static方法。同时创建Explore的过程中,编译器还添加了valueOf()方法。不是Enum类已经有valueOf()方法了吗,不过Enum中的ValueOf()方法需要两个参数,这个新增方法只需一个参数。由于Set只存储方法的名字,不考虑签名,所以removeAll只剩下values。
  • 由于values()方法有编译器插入到enum定义中的static方法,所以enum向上转型为Enum,那么values就不可访问了,不过Class中有一个getEnumConstants方法,所以即便Enum接口中没有vlaues方法,仍然可以通过Class对象取得所有enum实例:
enum Search {HITHER, YON}

public class UpcastEnum {
    public static void main(String[] args) {
        Search[] vals = Search.values();
        Enum e = Search.HITHER; // Upcast
        // e.values(); // No values() in Enum
        for (Enum en : e.getClass().getEnumConstants()) {
            System.out.println(en);
        }
    }
} 

getEnumConstants() 获取所有Enum对象的实例

5. 实现,而非继承

  • 不能extends:Java不支持多重继承;并编译器自动extends了Enum类了;
  • 可以implements:创建一个新的enum,可以同时实现一个或多个接口。
enum CartoonCharacter implements Generator<CartoonCharacter> {
    SLAPPY, SPANKY, PUNCHY, SILLY, BOUNCY, NUTTY, BOB;

    private Random rand = new Random(47);
    @Override
    public CartoonCharacter next() {
        return values()[rand.nextInt(values().length)];
    }
} 

6. 随机选取

7. 使用接口组织枚举

  • 子类化:implements是enum 子类化的唯一方法。
  • 有时希望使用子类将一个enum中的元素进行分组。在一个接口内部创建实现该接口的枚举,以此将元素分组。
public interface Food {
  enum Appetizer implements Food {
    SALAD, SOUP, SPRING_ROLLS;
  }
  enum MainCourse implements Food {
    LASAGNE, BURRITO, PAD_THAI,
    LENTILS, HUMMOUS, VINDALOO;
  }
  enum Dessert implements Food {
    TIRAMISU, GELATO, BLACK_FOREST_CAKE,
    FRUIT, CREME_CARAMEL;
  }
  enum Coffee implements Food {
    BLACK_COFFEE, DECAF_COFFEE, ESPRESSO,
    LATTE, CAPPUCCINO, TEA, HERB_TEA;
  }
}

public class TypeOfFood {
  public static void main(String[] args) {
    Food food = Appetizer.SALAD;
    food = MainCourse.LASAGNE;
    food = Dessert.GELATO;
    food = Coffee.CAPPUCCINO;
  }
}

8. 使用EnumSet替代位标志(BitSet)

  • Set:是一种集合不能添加重复元素。enum也要求其成员是唯一的。
  • EnumSet:Java SE5引入了EnumSet,是为了通过enum创建一种替代品,以替代传统的基于int的“位标志”(BitSet)。这种标志可以用来表示某种开关信息,不过,使用这种标志,最终操作的只是一些bit。
  • EnumSet的性能:它在说明一个二进制位是否存在时,具有更好的表达能力,并且无需担心性能。

EnumSet 包含的使用方法:

  • EnumSet.noneOf(AlarmPoints.class); 返回Empty set
  • EnumSet.complementOf() 用于创建包含与指定的Enum_Set类型相同的元素的EnumSet
  • EnumSet.of() 返回参数中添加的Enum元素集合
  • EnumSet.range() 返回参数中指定范围的Enum元素
  • points.addAll() 添加所有Enum元素
  • points.removeAl() 移除参数中包含的Enum元素集合

研究EnumSet文档,会发现of()方法被重载了很多次,不但为可变数量参数进行了重载,而且为接受2至5个显式的参数的情况都进行了重载。这也从侧面表现了EnumSet对性能的关注。

9. 使用EnumMap

  • EnumMap:是一种特殊的Map(Key-Value映射表),要求其中的键(key)必须来自于一个enum。
  • EnumMap的性能:由于enum本身的限制,所以EnumMap内部是数组实现。因此EnumMap速度很快,可以放心进行查找操作。
  • EnumMap的排序:与EnumSet一样,enum实例(key)定义时的次序决定了其在EnumMap中的顺序。

9.1 命令模式(GoF23之一)的具体实现

interface Command { 
    void action();
}
enum AlarmPoints{ 
    STAIR,LOBBY,OFFICE,BATHROOM,UTILITY,KITCHEN
}
public class EnumMaps {
    public static void main(String[] args) {
        EnumMap<AlarmPoints, Command> em = 
            new EnumMap<AlarmPoints, Command>(AlarmPoints.class);
        em.put(KITCHEN, new Command() {
            public void action() {
                print("Kitchen fire!");
            }
        });
        em.put(BATHROOM, new Command() {
            public void action() {
                print("Bathroom alert!");
            }
        });
        for (Map.Entry<AlarmPoints, Command> e : em.entrySet()) {
            printnb(e.getKey() + ": ");
            e.getValue().action();
        }
        try { // If there's no value for a particular key:
            em.get(UTILITY).action();
        } catch (Exception e) {
            print(e);
        }
    }
}

9.2 EnumMap 包含的使用方法:

  • put(k,v) 新增元素(k,v)
  • get(k) 返回参数k对应的value
  • entrySet() 返回<k,v>实例对象集合
  • Map.Entry<K,V>.getValue() 返回实例元素的value

10 常量相关的方法

  • 常量相关的方法:constant-specific methods
  • 多路分发:multiple dispatching
  • 枚举元素:在Enum中定义的元素都是Enum类中的各个实例对象,每个Enum元素都是一个Enum类型的staic final类型对象。
  • 常量相关的方法的enum实现方式:enum 允许为每个enum实例(枚举元素)编写方法,从而为每个enum实例赋予各自不同的行为,从而为每个enum实例赋予各自不同的行为。
public enum ConstantSpecificMethod {
    DATE_TIME {
        String getInfo() {
            return  DateFormat.getDateInstance().format(new Date());
        }
    },
    CLASSPATH {
        String getInfo() {
            return System.getenv("CLASSPATH");
        }
    },
    VERSION {
        String getInfo() {
            return System.getProperty("java.version");
        }
    };
    abstract String getInfo();
    public static void main(String[] args) {
        for (ConstantSpecificMethod csm : values()) {
            System.out.println(csm.getInfo());
        }
    }
}

10.1 使用enum的职责链

  • 职责链模式:(Chain of Responsibility,GoF23设计模式之一):程序员以多种不同的方式来解决一个问题,然后将它们链接在一起。当请求到来时,它遍历这个链,直到这个链中的某个解决方案能够处理此需求。
  • 代码示例 参照原文P607

10.2 使用enum的状态机

  • 状态机模式:(GoF23设计模式之一):一个状态机可以具有有限个特定的状态,它通常根据输入,从一个状态转移到下个状态,不过也可能存在瞬时状态(transient states),而一旦任务执行结束,状态机会立即离开瞬时状态。
  • 瞬时状态:(transient states):
  • 代码示例 参照原文P609

11 多路分发

  • 单路分发:Java只支持单路分发:如果要执行的操作包含了不只一个类型未知的对象时,java的动态绑定机制只能处理其中一个的类型。
  • 多路分发:含二路分发。

多路分发的几种实现方式:

  • 使用enum分发:
  • 使用常量相关的方法分发
  • 使用EnumMap分发
  • 使用二维数组

 

 

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