枚举——用EnumSet代替位域

系统管理员 2024-03-17 09:18 43阅读 0赞

在java中，我们经常会定义一些常量值，来表示一些状态，每个常量值代表的意思都不一样，而且通过位运算 | ，可以将不同的样式合并到一个值中表示，这叫做位域（bit field）

public class Text {
        private static final int STYLE_BOLD = 1<<0;            //1  样式--粗体
        private static final int STYLE_ITALIC = 1<<1;          //2  样式--斜体
        private static final int STYLE_UNDERLINE = 1<<2;       //4  样式--下划线
        private static final int STYLE_STRIKETHROUGH = 1<<3;   //8  样式--删除线
    
        public static final byte[] arr = {STYLE_BOLD, STYLE_ITALIC, STYLE_UNDERLINE, STYLE_STRIKETHROUGH};
    
        //将样式分解之后得出样式的组合情况
        public static void applyStyles(int style){
            for (int i = 0, count = arr.length; i < count; i++){
                int value = arr[i] & style;
                if(value != 0){
                    System.out.println(value);
                }
            }
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            //我们传入5，代表粗体+下划线样式
            Text.applyStyles(5);
        }
    }

猛一看，可能有点懵。为什么要这么写，我举个最简单的例子。

大家都做过多选题，比如有abcd四个选项，在上述例子中，

STYLE\_BOLD 代表 a

STYLE\_ITALIC 代表 b

STYLE\_UNDERLINE 代表 c

STYLE\_STRIKETHROUGH 代表 d

假如有个题的答案是 ab，那么我们就需要 int value = Text.STYLE\_BOLD | Text.STYLE\_ITALIC； 来表示；如果是acd， 那么就是 int value = Text.STYLE\_BOLD | Text.STYLE\_UNDERLINE | Text.STYLE\_STRIKETHROUGH; 可能有疑问，问什么可以用这样方法标识值呢，为什么非得是 1、2、4、8 呢，我直接用0、1、2、3 来标识可以吗？

我们知道，位运算是把int值转换为二进制，然后计算的， int value = Text.STYLE\_BOLD | Text.STYLE\_ITALIC 值为 1+2=3， int value = Text.STYLE\_BOLD |Text.STYLE\_UNDERLINE | Text.STYLE\_STRIKETHROUGH; 值为1+4+8=13；通过二进制可以发现，他们的值的组成都是单一的， 例如 3 只能 是 1 和 2 组成， 13只能是1和4和8组成，只要能看懂二进制都能明白这个道理，不懂的需要先熟悉一下二进制。二进制本身就是以2为基础，每次都乘以2获取值位移，所以这种情况用位移能标识值的唯一的分解法。 如果 我们选取了 0、1、2、3 来标识abcd这四个值，那么不定项选择中，如果答案为bc，那么值是 1+2=3，但问题来了，d选项的值也是3，那么3对应的就是两种可能，bc或者d，因为是不定项选择，我们也没法确定是哪个，所以不能随意标识值，只能选择那些组合出来的值只能被分解成唯一的几个子值，位移就是其中一个完美的选择。饶了这么多，只想解释一下上面那个方法的使用场景，有使用场景利于加深理解和记忆。

上述的方法中，我们会调用applyStyles(int styles)方法，

比如 new Text().applyStyles(Text.STYLE\_BOLD | Text.STYLE\_ITALIC); 我们在applyStyles(int styles) 方法中，通过 & 运算，分解出每个值，然后做相应的操作

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位域的优缺点都非常明显，优点是利用了位运算，效率很高，节省内存。缺点是对程序员调试非常不友好，其输出只有数字，甚至比简单的 int 枚举形式更困难，需要人肉执行运算

幸运的是，java 中有 enumSet ，不仅保留了位域的位运算优点，且代码格式对程序员也非常友好。以上的代码可以改为

public class EnumSetTest {
        public enum Style {
            BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH;
        }
        public static void applyStyles(EnumSet<Style> styles) {
            for(Style style : styles){
    //            doSome(style);
            };
        }
        public static void main(String[] args) {
            EnumSet<Style> styles = EnumSet.of(Style.BOLD, Style.UNDERLINE);
            applyStyles(styles);
        }
    }

使用 EnumSet ，我们可以得到位域的性能和枚举的方便安全，因此 ，如果需要位域，那么可以考虑使用枚举 + EnumSet 来代替。