Java 5 - 枚举类型入门
2011-02-22 13:25
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枚举类型入门
用 Java 5.0 以类型安全的方式表示常量Brett McLaughlin
(brett@newInstance.com
), 作者/编辑, O'Reilly Media, Inc.
Brett
McLaughlin 从 Logo 时代(还记得那个小三角吗?)起就开始从事计算机方面的工作,并在 Nextel Communications
和 Lutris Technologies 这样的公司工作。最近几年,他已经成为 Java 和 XML
社区最知名的作者和编程人员之一。他的新著
Java 1.5 Tiger: A Developer's Notebook
是关于新版本 Java 技术的第一本参考书,经典巨著
Java and XML
仍然是在 Java 中使用 XML 技术的权威参考。
简介:
Tiger
中的一个重要新特性是枚举构造,它是一种新的类型,允许用常量来表示特定的数据片断,而且全部都以类型安全的形式来表示。Tiger
专家、developerWorks 的多产作者 Brett McLaughlin
将解释枚举的定义,介绍如何在应用程序中运用枚举,以及它为什么能够让您抛弃所有旧的
public static final
代码。
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发布日期:
2004 年 11 月 09 日
级别:
初级
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您已经知道,Java 代码的两个基本的构造块是
类
和
接口
。现在 Tiger 又引入了
枚举
,一般简称它为
enum
。这个新类型允许您表示特定的数据点,这些数据点只接受分配时预先定义的值集合。
当然,熟练的程序员可以用静态常量实现这项功能,如清单 1 所示:
清单 1. public static final 的常量
public class OldGrade { public static final int A = 1; public static final int B = 2; public static final int C = 3; public static final int D = 4; public static final int F = 5; public static final int INCOMPLETE = 6; } |
我要感谢 O'Reilly 媒体公司,该公司允许在本文中使用我撰写的
Java 1.5 Tiger: A Developer's Notebook
一书中“枚举”这一章中的代码示例(请参阅
参考资料
)。
然后您就可以让类接受像
OldGrade.B
这样的常量,但是在这样做的时候,请记住这类常量是 Java 中
int
类型的常量,这意味着该方法可以接受任何
int
类型的值,即使它和
OldGrade
中定义的所有级别都不对应。因此,您需要检测上界和下界,在出现无效值的时候,可能还要包含一个
IllegalArgumentException
。而且,如果后来又添加另外一个级别(例如
OldGrade.WITHDREW_PASSING
),那么必须改变所有代码中的上界,才能接受这个新值。
换句话说,在使用这类带有整型常量的类时,该解决方案也许可行,但并不是非常有效。幸运的是,枚举提供了更好的方法。
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定义枚举
清单 2 使用了一个可以提供与清单 1 相似的功能的枚举:
清单 2. 简单的枚举类型
package com.oreilly.tiger.ch03; public enum Grade { A, B, C, D, F, INCOMPLETE }; |
enum
,为 enum 提供了一个名称,并指定了允许的值。然后,
Grade
就变成了一个
枚举类型
,您可以按清单 3 所示的方法使用它:
清单 3. 使用枚举类型
package com.oreilly.tiger.ch03; public class Student { private String firstName; private String lastName; private Grade grade; public Student(String firstName, String lastName) { this.firstName = firstName; this.lastName = lastName; } public void setFirstName(String firstName) { this.firstName = firstName; } public String getFirstName() { return firstName; } public void setLastName(String lastName) { this.lastName = lastName; } public String getLastName() { return lastName; } public String getFullName() { return new StringBuffer(firstName) .append(" ") .append(lastName) .toString(); } public void assignGrade(Grade grade) { this.grade = grade; } public Grade getGrade() { return grade; } } |
grade
)之后,您就可以像使用其他成员变量一样使用它了。当然,枚举只能分配枚举值中的一个(例如,
A
、
C
或
INCOMPLETE
)。而且,在
assignGrade()
中是没有进行错误检测的代码,也没有考虑边界情况,请注意这是如何做到。
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使用枚举值
迄今为止,您所看到的示例都相当简单,但是枚举类型提供的东西远不止这些。您可以逐个遍历枚举值,也可以在
switch
语句中使用枚举值,枚举是非常有价值的。
遍历枚举值
下面我们用一个示例显示如何遍历枚举类型的值。清单 4 所示的这项技术,适用于调试、快速打印任务以及把枚举加载到集合(我很快将谈到)中的工具:
清单 4. 遍历枚举值
public void listGradeValues(PrintStream out) throws IOException { for (Grade g : Grade.values()) { out.println("Allowed value: '" + g + "'"); } } |
清单 5. 迭代操作的输出
Allowed Value: 'A' Allowed Value: 'B' Allowed Value: 'C' Allowed Value: 'D' Allowed Value: 'F' Allowed Value: 'INCOMPLETE' |
for/in
循环(也叫作
foreach
或
增强的 for
)。另外,您可以看到
values()
方法返回了一个由独立的
Grade
实例构成的数组,每个数组都有一个枚举类型的值。换句话说,
values()
的返回值是
Grade[]
。
在枚举间切换
能够在枚举的值之间移动很好,但是更重要的是根据枚举的值进行决策。您当然可以写一堆
if (grade.equals(Grade.A))
类型的语句,但那是在浪费时间。Tiger 能够很方便地把枚举支持添加到过去的好东西
switch
语句上,所以它很容易使用,而且适合您已知的内容。清单 6 向将展示如何解决这个难题:
清单 6. 在枚举之间切换
public void testSwitchStatement(PrintStream out) throws IOException { StringBuffer outputText = new StringBuffer(student1.getFullName()); switch (student1.getGrade()) { case A: outputText.append(" excelled with a grade of A"); break; case B: // fall through to C case C: outputText.append(" passed with a grade of ") .append(student1.getGrade().toString()); break; case D: // fall through to F case F: outputText.append(" failed with a grade of ") .append(student1.getGrade().toString()); break; case INCOMPLETE: outputText.append(" did not complete the class."); break; } out.println(outputText.toString()); } |
switch
语句中(请记住,
getGrade()
是作为
Grade
的实例返回的),而每个
case
子句将处理一个特定的值。该值在提供时没有枚举前缀,这意味着不用将代码写成
case Grade.A
,只需将其写成
case A
即可。如果您不这么做,编译器不会接受有前缀的值。
现在,您应该已经了解使用
switch
语句时的基本语法,但是还有一些事情您需要知道。
在使用 switch 之前进行计划
正如您所期待的,在使用枚举和 switch 时,您可以使用
default
语句。清单 7 显示了这个用法:
清单 7. 添加一个 default 块
public void testSwitchStatement(PrintStream out) throws IOException { StringBuffer outputText = new StringBuffer(student1.getFullName()); switch (student1.getGrade()) { case A: outputText.append(" excelled with a grade of A"); break; case B: // fall through to C case C: outputText.append(" passed with a grade of ") .append(student1.getGrade().toString()); break; case D: // fall through to F case F: outputText.append(" failed with a grade of ") .append(student1.getGrade().toString()); break; case INCOMPLETE: outputText.append(" did not complete the class."); break; default: outputText.append(" has a grade of ") .append(student1.getGrade().toString()); break; } out.println(outputText.toString()); } |
case
语句处理的枚举值都会被
default
语句处理。这项技术您应当
坚持
采用。原因是:假设
Grade
枚举被您的小组中其他程序员修改(而且他忘记告诉您这件事)成清单 8 所示的版本:
清单 8. 给 Grade 枚举添加一个值
package com.oreilly.tiger.ch03; public enum Grade { A, B, C, D, F, INCOMPLETE , WITHDREW_PASSING, WITHDREW_FAILING }; |
Grade
,那么这两个新值会被忽略。更糟的是,您甚至看不到错误!在这种情况下,存在某种能够通用的
default
语句是非常重要的。清单 7 无法很好地处理这些值,但是它会提示您还有其他值,您需要处理这些值。一旦完成处理,您就会有一个继续运行的应用程序,而且它不会忽略这些值,甚至还会指导您下一步的动作。所以这是一个良好的编码习惯。
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枚举和集合
您所熟悉的使用
public static final
方法进行编码的那些东西,可能已经转而采用枚举的值作为映射的键。如果您不知道其中的含义,请参见清单 9,它是一个公共错误信息的示例,在使用 Ant 的 build 文件时,可能会弹出这样的消息,如下所示:
清单 9. Ant 状态码
package com.oreilly.tiger.ch03; public enum AntStatus { INITIALIZING, COMPILING, COPYING, JARRING, ZIPPING, DONE, ERROR } |
映射(Map)
的一个绝好用例,在这里,每个
映射(Map)
的键都是一个枚举值,而每个值都是键的错误信息。清单 10 演示了该映射的工作方式:
清单 10. 枚举的映射(Map)
public void testEnumMap(PrintStream out) throws IOException { // Create a map with the key and a String message EnumMap<AntStatus, String> antMessages = new EnumMap<AntStatus, String>(AntStatus.class); // Initialize the map antMessages.put(AntStatus.INITIALIZING, "Initializing Ant..."); antMessages.put(AntStatus.COMPILING, "Compiling Java classes..."); antMessages.put(AntStatus.COPYING, "Copying files..."); antMessages.put(AntStatus.JARRING, "JARring up files..."); antMessages.put(AntStatus.ZIPPING, "ZIPping up files..."); antMessages.put(AntStatus.DONE, "Build complete."); antMessages.put(AntStatus.ERROR, "Error occurred."); // Iterate and print messages for (AntStatus status : AntStatus.values() ) { out.println("For status " + status + ", message is: " + antMessages.get(status)); } } |
参考资料
)和新的
EnumMap
构造来建立新映射。而且,枚举值是通过其
Class
对象提供的,同时提供的还有映射值的类型(在该例中,它只是一个简单的字符串)。该方法的输出如清单 11 所示:
枚举的 Class 对象?
您可能已经注意到,清单 10 中的示例代码实际上表明 Tiger 把枚举当作类,这可以从AntStatus
的
Class
对象那里得到证明,该对象不仅可用,而且正被实际使用。这是真的。归根到底, Tiger 还是把枚举看成是特殊的类类型。有关枚举的具体实现细节,请参阅
Java 5.0 Tiger: A Developer's Notebook
的第三章(请参阅
参考资料
)。
清单 11. 清单 10 的输出
[echo] Running AntStatusTester... [java] For status INITIALIZING, message is: Initializing Ant... [java] For status COMPILING, message is: Compiling Java classes... [java] For status COPYING, message is: Copying files... [java] For status JARRING, message is: JARring up files... [java] For status ZIPPING, message is: ZIPping up files... [java] For status DONE, message is: Build complete. [java] For status ERROR, message is: Error occurred. |
更进一步
枚举也可以与集合结合使用,而且非常像新的
EnumMap
构造,Tiger 提供了一套新的
EnumSet
实现,允许您使用位操作符。另外,可以为枚举添加方法,用它们实现接口,定义叫作
特定值的类的实体
,在该实体中,特定的代码被附加到枚举的具体值上。这些特性超出了本文的范围,但是在其他地方,有详细介绍它们的文档(请参阅
参考资料
)。
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使用枚举,但是不要滥用
学习任何新版语言的一个危险就是疯狂使用新的语法结构。如果这样做,那么您的代码就会突然之间有 80% 是泛型、标注和枚举。所以,应当只在适合使用枚举的地方才使用它。那么,枚举在什么地方适用呢?一条普遍规则是,任何使用常量的地方,例如目前用
switch
代码切换常量的地方。如果只有单独一个值(例如,鞋的最大尺寸,或者笼子中能装猴子的最大数目),则还是把这个任务留给常量吧。但是,如果定义了一组值,而这些值中的任何一个都可以用于特定的数据类型,那么将枚举用在这个地方最适合不过。
参考资料
您可以参阅本文在 developerWorks 全球站点上的
英文原文
。
下载 Tiger
并自己试用。
官方的
J2SE 5.0 home page
是您不能遗漏的全面资源。
有关 Tiger 的特定内容,请参阅 John Zukowski 撰写的
Taming Tiger
系列文章,其中提供了有关 J2SE 5.0 中新增内容和变化内容的简短提示。
Brett McLaughlin 还撰写了两篇关于 Tiger 中的标注的系列文章:
Annotations in Tiger, Part 1: Add metadata to Java code
和
Annotations in Tiger, Part 2: Custom annotations
。
Java 1.5 Tiger: A Developer's Notebook
(O'Reilly & Associates; 2004 年)的作者是 Brett McLaughlin and David Flanagan,这本书介绍了差不多所有 Tiger 的最新特性(包括标注),该书的格式以代码为核心,适用于开发人员。
在
developerWorks
Java 技术专区
中,可以找到有关 Java 编程各个方面的数百篇文章。
请访问
Developer
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,获得技术书籍的完整清单,其中包括数百本
Java 相关主题
的书籍。
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