从初学者到专家：Java枚举的完整指南

素颜马尾好姑娘i 2024-04-26 01:41 143阅读 0赞

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1.枚举的概念

在Java中，枚举是一种特殊的数据类型，用于定义一组有限的命名常量。枚举提供了一种更直观、更可读的方式来表示一组相关的常量，并且可以为这些常量绑定其他数据或行为。

背景：枚举是在JDK1.5以后引入的。

主要用途是：将一组常量组织起来，在这之前表示一组常量通常使用定义常量的方式

要定义一个枚举，需要使用enum关键字。以下是一个简单的枚举定义的示例：

创建一个枚举类：TestEnum

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  1. public enum TestEnum {
  2.   RED,        // 枚举常量 RED
  3.   BLACK,      // 枚举常量 BLACK
  4.   GREEN,      // 枚举常量 GREEN
  5.   WHITE;      // 枚举常量 WHITE
  7.   public static void main(String[] args) {
  8.     TestEnum testEnum2 = TestEnum.BLACK;   // 创建一个变量 testEnum2 并将其设置为 BLACK 枚举常量
  10.     switch (testEnum2) {    // 使用 switch 语句根据 testEnum2 的值进行判断
  11.       case RED:
  12.         System.out.println("red");    // 如果 testEnum2 的值为 RED，则输出 "red"
  13.         break;
  14.       case BLACK:
  15.         System.out.println("black");  // 如果 testEnum2 的值为 BLACK，则输出 "black"
  16.         break;
  17.       case WHITE:
  18.         System.out.println("WHITE");  // 如果 testEnum2 的值为 WHITE，则输出 "WHITE"
  19.         break;
  20.       case GREEN:
  21.         System.out.println("green");  // 如果 testEnum2 的值为 GREEN，则输出 "green"
  22.         break;
  23.       default:
  24.         break;
  25.     }
  26.   }
  27. }

2.枚举的常用方法

Enum类是所有枚举类型的基类，在Java中提供了一些常用的方法来操作和处理枚举类型。下面是

Enum类的常用方法：

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1.values ()方法：

  1. package demo2;
  3. public enum TestEnum {
  4.     RED,        // 枚举常量 RED
  5.     BLACK,      // 枚举常量 BLACK
  6.     GREEN,      // 枚举常量 GREEN
  7.     WHITE;      // 枚举常量 WHITE
  9.     public static void main(String[] args) {
  10.         TestEnum[] values = TestEnum.values();
  11.         for (TestEnum value : values) {
  12.             System.out.println("Name: " + value.name() + ", Index: " + value.ordinal());
  13.         }
  16.     }
  17. }

运行截图：

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valueOf（String name）方法：

  1. package demo2;
  3. public enum TestEnum {
  4.     RED,        // 枚举常量 RED
  5.     BLACK,      // 枚举常量 BLACK
  6.     GREEN,      // 枚举常量 GREEN
  7.     WHITE;      // 枚举常量 WHITE
  9.     public static void main(String[] args) {
  10.         String colorName = "GREEN";
  11.         TestEnum enumInstance = TestEnum.valueOf(colorName);
  12.         System.out.println("Enum Constant Name: " + enumInstance.name());
  15.     }
  16. }

运行截图：

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3.ordinal()方法：

  1. package demo2;
  3. public enum TestEnum {
  4.     RED,        // 枚举常量 RED
  5.     BLACK,      // 枚举常量 BLACK
  6.     GREEN,      // 枚举常量 GREEN
  7.     WHITE;      // 枚举常量 WHITE
  9.     public static void main(String[] args) {
  10.         TestEnum testEnum2 = TestEnum.BLACK;   // 创建一个变量 testEnum2 并将其设置为 BLACK 枚举常量
  12.         int index = testEnum2.ordinal();   // 使用 ordinal() 方法获取 testEnum2 的索引位置
  13.         System.out.println("Index: " + index);
  14.     }
  15. }

运行截图：

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4.compareTo()方法：

  1. public enum TestEnum {
  2.   RED,        // 枚举常量 RED
  3.   BLACK,      // 枚举常量 BLACK
  4.   GREEN,      // 枚举常量 GREEN
  5.   WHITE;      // 枚举常量 WHITE
  7.   public static void main(String[] args) {
  8.     TestEnum testEnum1 = TestEnum.RED;    // 创建一个变量 testEnum1 并将其设置为 RED 枚举常量
  9.     TestEnum testEnum2 = TestEnum.BLACK;  // 创建一个变量 testEnum2 并将其设置为 BLACK 枚举常量
  11.     int comparisonResult = testEnum1.compareTo(testEnum2);  // 使用 compareTo() 方法比较 testEnum1 和 testEnum2 的顺序
  13.     if (comparisonResult < 0) {    // 如果 comparisonResult 小于 0
  14.       System.out.println(testEnum1 + " comes before " + testEnum2);  // 输出 testEnum1 在 testEnum2 之前
  15.     } else if (comparisonResult > 0) {   // 如果 comparisonResult 大于 0
  16.       System.out.println(testEnum1 + " comes after " + testEnum2);   // 输出 testEnum1 在 testEnum2 之后
  17.     } else {
  18.       System.out.println(testEnum1 + " and " + testEnum2 + " are the same");  // 输出 testEnum1 和 testEnum2 相同
  19.     }
  20.   }
  21. }

运行截图：

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3.枚举的构造方法

枚举类型在Java中可以包含构造方法，用于初始化枚举常量。枚举的构造方法是私有的，因为枚举常量在定义时就被实例化，并且不能在其他地方进行实例化。

同时：当枚举对象有参数后，需要提供相应的构造函数

代码案例1：

  1. public enum TestEnum {
  2.   RED("Red Color"),        // 枚举常量 RED
  3.   BLACK("Black Color"),    // 枚举常量 BLACK
  4.   GREEN("Green Color"),    // 枚举常量 GREEN
  5.   WHITE("White Color");    // 枚举常量 WHITE
  7.   private String color;    // 枚举常量的属性
  9.   private TestEnum(String color) {
  10.     this.color = color;    // 枚举常量的构造方法
  11.   }
  13.   public String getColor() {
  14.     return color;          // 获取枚举常量的颜色属性
  15.   }
  16. }

在上述代码中，TestEnum枚举类型包含了一个构造方法，它接受一个color参数，并将其赋值给枚举常量的color属性。构造方法是私有的，只能在枚举类型内部使用。

代码案例2：

  1. public enum TestEnum {
  2.   RED("Red Color", 1),        // 枚举常量 RED，具有颜色属性为 "Red Color" 和代码属性为 1
  3.   BLACK("Black Color", 2),    // 枚举常量 BLACK，具有颜色属性为 "Black Color" 和代码属性为 2
  4.   GREEN("Green Color", 3),    // 枚举常量 GREEN，具有颜色属性为 "Green Color" 和代码属性为 3
  5.   WHITE("White Color", 4);    // 枚举常量 WHITE，具有颜色属性为 "White Color" 和代码属性为 4
  7.   private String color;       // 枚举常量的颜色属性
  8.   private int code;           // 枚举常量的代码属性
  10.   private TestEnum(String color, int code) {
  11.     this.color = color;       // 构造方法，用于初始化枚举常量的颜色属性和代码属性
  12.     this.code = code;
  13.   }
  15.   public String getColor() {
  16.     return color;             // 获取枚举常量的颜色属性
  17.   }
  19.   public int getCode() {
  20.     return code;              // 获取枚举常量的代码属性
  21.   }
  22. }

在上述代码中，TestEnum枚举类型包含了一个接受两个参数的构造方法。每个枚举常量都会调用该构造方法进行初始化，并传递对应的参数。

除了构造方法，我们在枚举类型中定义了getColor()和getCode()方法，用于获取枚举常量的颜色属性和代码属性。

代码案例3：

  1. public enum TestEnum {
  2.   RED("Red Color", 1, true),        // 枚举常量 RED
  3.   BLACK("Black Color", 2, false),    // 枚举常量 BLACK
  4.   GREEN("Green Color", 3, true),    // 枚举常量 GREEN
  5.   WHITE("White Color", 4, false);    // 枚举常量 WHITE
  7.   private String color;       // 枚举常量的颜色属性
  8.   private int code;           // 枚举常量的代码属性
  9.   private boolean active;     // 枚举常量的活动状态属性
  11.   private TestEnum(String color, int code, boolean active) {
  12.     this.color = color;
  13.     this.code = code;
  14.     this.active = active;
  15.   }
  17.   public String getColor() {
  18.     return color;
  19.   }
  21.   public int getCode() {
  22.     return code;
  23.   }
  25.   public boolean isActive() {
  26.     return active;
  27.   }
  28. }

在上述示例中，我们为枚举常量定义了一个带有三个参数的构造方法。每个枚举常量都会调用该构造方法进行初始化，并传递相应的参数。

除了构造方法，我们还定义了getColor()、getCode()和isActive()方法，用于获取枚举常量的颜色属性、代码属性和活动状态属性。

4.枚举和反射

我们知道反射（ 从初学者到专家：Java反射的完整指南-CSDN博客 ）是，对于任何一个类，哪怕其构造方法是私有的，我们也可以通过反射拿到他的实例对象，那么枚举的构造方法也是私有的，我们是否可以拿到呢？

  1. package demo2;
  3. import java.lang.reflect.Constructor;
  5. public enum TestEnum {
  6.     RED("red",1),BLACK("black",2),WHITE("white",3),GREEN("green",4);
  7.     private String name;
  8.     private int key;
  11.     private TestEnum (String name,int key) {
  12.         this.name = name;
  13.         this.key = key;
  14.     }
  15.     public static TestEnum getEnumKey (int key) {
  16.         for (TestEnum t: TestEnum.values()) {
  17.             if(t.key == key) {
  18.                 return t;
  19.             }
  20.         }
  21.         return null;
  22.     }
  23.     public static void reflectPrivateConstructor() {
  24.         try {
  25.             Class<?> classStudent = Class.forName("TestEnum");
  26. //注意传入对应的参数,获得对应的构造方法来构造对象,当前枚举类是提供了两个参数分别是String和int。
  27.             Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
  28. //设置为true后可修改访问权限
  29.             declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
  30.             Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("绿色",666);
  31.             TestEnum testEnum = (TestEnum) objectStudent;
  32.             System.out.println("获得枚举的私有构造函数："+testEnum);
  33.         } catch (Exception ex) {
  34.             ex.printStackTrace();
  35.         }
  36.     }
  37.     public static void main(String[] args) {
  38.         reflectPrivateConstructor();
  39.     }
  40. }

运行截图：

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这里的主要异常是： 就是没有对应的构造方法！

为什么呢？

因为我们提供的枚举的构造方法就是两个参数分别是 String 和 int，我们所有的枚举类，都是默认继承与 java.lang.Enum ,说到继承，就要帮助父类进行构造！而我们写的类，并没有帮助父类构造！那意思是，我们要在自己的枚举类里面，提供super 吗？不是的，枚举比较特殊，虽然我们写的是两个，但是默认他还添加了两个参数，哪两个参数呢？

我们看一下Enum 类的源码

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也就是说，我们自己的构造函数有两个参数一个是String一个是int，同时他默认后边还会给两个参数，一个是String一个是int。也就是说，这里我们正确给的是4个参数：

代码：

  1. package demo2;
  3. import java.lang.reflect.Constructor;
  5. public enum TestEnum {
  6.     RED("red",1),
  7.     BLACK("black",2),
  8.     WHITE("white",3),
  9.     GREEN("green",4);
  10.     private String name;
  11.     private int key;
  14.     private TestEnum (String name,int key) {
  15.         this.name = name;
  16.         this.key = key;
  17.     }
  18.     public static TestEnum getEnumKey (int key) {
  19.         for (TestEnum t: TestEnum.values()) {
  20.             if(t.key == key) {
  21.                 return t;
  22.             }
  23.         }
  24.         return null;
  25.     }
  26.     public static void reflectPrivateConstructor() {
  27.         try {
  28.             Class<?> classStudent = Class.forName("demo2.TestEnum");
  29. //注意传入对应的参数,获得对应的构造方法来构造对象,当前枚举类是提供了两个参数分别是String和int。
  30.             Constructor<?> declaredConstructorStudent =
  31.                     classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,String.class,int.class);
  32. //设置为true后可修改访问权限
  33.             declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
  34. //后两个为子类参数，大家可以将当前枚举类的key类型改为double验证
  35.             Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("父类参数",666,"子类参数",888);
  36.             TestEnum testEnum = (TestEnum) objectStudent;
  37.             System.out.println("获得枚举的私有构造函数："+testEnum);
  38.         } catch (Exception ex) {
  39.             ex.printStackTrace();
  40.         }
  41.     }
  42.     public static void main(String[] args) {
  43.         reflectPrivateConstructor();
  44.     }
  45. }

运行截图：

bb65f20f134541cd89db605a4e2a0c57.png

但还是报错了,为什么？

直接公布答案！

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根据Java源代码， newInstance() 方法在创建实例之前会先检查目标类是否是一个枚举类型。如果目标类是枚举类型， newInstance() 方法会抛出 InstantiationException 异常，阻止通过反射去创建枚举实例。

有一道面试题就是关于： 为什么枚举实现单例模式是安全的？

有兴趣的小伙伴可以去了解一下

5.总结

以下是关于枚举的一些总结：

  1. 定义枚举：可以使用关键字‘enum’来定义枚举类型。枚举类型的定义通常位于类的顶层，可以包含枚举常量、字段、方法等。
  2. 枚举常量：枚举类型中的常量称为枚举常量。它们是枚举类型的实例，使用预定义的名称来表示特定的常量值。枚举常量在枚举类型的定义中以逗号分隔，并以大写字母命名。
  3. 枚举方法：枚举可以包含方法，可以为枚举类型添加自定义的行为。枚举方法可以在每个枚举常量上调用，并可以在枚举类型内部定义。
  4. 枚举的比较：枚举类型可以使用`==`运算符进行比较，因为每个枚举常量都是唯一的。
  5. 枚举的序列化：枚举类型默认是可序列化的，可以直接将枚举类型的对象进行序列化和反序列化操作。
  6. 枚举的限制：枚举常量在编译时就被确定，无法在运行时动态创建新的枚举常量。枚举常量的数量是固定的。

  7. 枚举的特性：

    • 唯一性：枚举常量是唯一的，每个枚举常量在枚举类型中只会存在一个实例。
    • 不可变性：枚举常量是不可变的，一旦创建，其值无法修改。
    • 安全性：枚举常量在多线程环境下是安全的，不需要额外的同步措施。
    • 可迭代性：枚举类型可以使用`values()`方法获取包含所有枚举常量的数组，并支持使用增强的`for-each`循环进行遍历。

优点：

  1. 类型安全性：枚举提供了类型安全性，编译器可以在编译时检查枚举类型的正确使用。枚举常量只能是预定义的值，不允许其他值的赋值，从而减少了错误的发生。

  2. 可读性和可维护性：枚举常量使用预定义的名称来表示特定的常量值，这提供了更好的代码可读性。使用枚举可以使代码更加清晰、易于理解和维护。

  3. 易于扩展：在需要添加新的常量时，可以简单地在枚举中定义新的枚举常量。这样可以方便地扩展现有的枚举类型，而不会影响到其他部分的代码。

  4. 单例模式的简化：枚举本身就是单例模式的一种实现方式。枚举常量是唯一的，且在多线程环境下是安全的，不需要额外的同步措施。

缺点：

1. 限制了灵活性：枚举常量的数量是固定的，它们在编译时就被确定，无法在运行时动态创建新的枚举常量。这种限制可能会导致在某些特定的场景下，无法灵活地扩展枚举类型。

  1. 不适合表示连续变化的值：枚举适用于表示一组固定的离散的常量值，但不适合表示连续变化的值。如果需要表示一系列连续变化的值，使用枚举可能会显得笨拙和不合适。

  2. 可序列化的复杂性：枚举类型默认是可序列化的，但在某些情况下，当枚举类型需要进行序列化和反序列化时，可能会引起一些复杂性和不一致性的问题。

总体而言，枚举在许多情况下都是一种有用的工具，可以提供类型安全性、可读性和可维护性。然而，在一些特定的场景下，枚举的限制可能会导致不适合使用枚举，需要考虑其他的解决方案。

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