EnumSet 原理相关

问：说说 EnumSet 怎么用，其基本原理是什么？

答：EnumSet 是一个 Set 集合的抽象类，其有两个实现类 JumboEnumSet 和 RegularEnumSet，在使用的时候放入的必须是枚举类型，其特点是速度非常快。特别注意之前有问题说过 HashSet、TreeSet 的实现原理都是对 HashMap、TreeMap 的封装实现，但是 EnumSet 的实现与 EnumMap 没有任何关系，EnumSet 的默认子类实现原理是采用了极为精简和高效的位向量方式。

EnumSet 在使用上可以自己继承 EnumSet 抽象类实现自己的特有集合，也可以通过特殊的工厂方法进行实例化（但是绝对不可以直接 new，因为是抽象类），其提供的工厂构造如下：

        //创建一个指定枚举类型的空EnumSet（RegularEnumSet/JumboEnumSet）
                >EnumSet noneOf (Class < E > elementType)
        // 创建一个初始集合包括指定枚举类型所有枚举值的EnumSet
                < E extends Enum>EnumSet allOf (Class < E > elementType)
        // 创建一个初始集合包括指定范围（枚举范围，两边都包含）的EnumSet
                < E extends Enum>EnumSet range (E from, E to )
        // 创建一个初始集合不包括指定枚举集合的EnumSet
                >EnumSet complementOf (EnumSet < E > s)
        // 创建一个初始集合包括指定ex的EnumSet
                < E extends Enum>EnumSet of (E e )   
                >EnumSet of (E e1, E e2 )
                >EnumSet of (E e1, E e2, E e3 )
                >EnumSet of (E e1, E e2, E e3, E e4 )
                >EnumSet of (E e1, E e2, E e3, E e4, E e5 )
                >EnumSet of (E first, E ...rest )
        //创建一个初始集合包括指定枚举集合的EnumSet
                >EnumSet copyOf (EnumSet < E > s)
                < E extends Enum>EnumSet copyOf (Collection < E > c)

EnumSet 的默认子类 RegularEnumSet 和 JumboEnumSet 实现原理都是基于位运算向量，位运算向量的原理就是用一个位表示一个元素的状态（元素的状态只有两种），用一组位表示一个集合的状态，每个位对应一个元素，譬如一个枚举类 DemoEnum 有6个枚举值，则 EnumSet 集合就可以通过一个 byte 字节从右到左（二进制低到高位）来表示，不用的位上用 0 填充，用的位上每个 bit 位代表一个枚举值，1 表示包含该枚举值，0 表示不含该枚举值。因此位向量能表示的枚举值个数与向量长度有关，上面例子中一个 byte 类型最多能表示 8 个枚举值，所以 EnumSet 抽象类的两个实现类 RegularEnumSet 和 JumboEnumSet 分别定义了不同的向量长度。RegularEnumSet 使用 64 位的 long 类型变量作为位向量，而 JumboEnumSet 使用一个 long 类型数组作为向量（数组内存连续），故当我们通过 EnumSet 的工厂方法创建 EnumSet 集合时 EnumSet 会通过判断枚举类的枚举值数量决定使用两个子类的哪一个，如果枚举值个数小于等于 64 就用 RegularEnumSet，大于 64 就用 JumboEnumSet。

EnumSet 核心工厂方法实现如下：

    //依据枚举类成员个数决定使用EnumSet抽象类的哪个子类 
        public static > EnumSet noneOf (Class < E > elementType) {
            Enum[] universe = getUniverse(elementType);
             ......
            if (universe.length <= 64) return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
            else return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
        }