深入浅出 Java 中枚举的实现原理

基本概述

在 JDK1.5 之前，通过定义常量使用的都是：public static fianl。而枚举的设计，就是把相关的常量分组到一个枚举类型里，方便创建和管理。

比如我们要定义一个颜色常量：

public enum Colour {
    RED, YELLOW, BLUE, GREEN
}

这段代码通过底层编译后，实际创建了 4 个枚举对象：

new Enum("RED", 0);
new Enum("YELLOW", 1);
new Enum("BLUE", 2);
new Enum("GREEN", 3);

使用方式

条件选择

enum 能通过 switch 方法进行简单条件判断

Colour color = Colour.RED;
switch (color) {
    case RED:
        System.out.println("红色");
        break;
    case YELLOW:
        System.out.println("黄色");
        break;
    case GREEN:
        System.out.println("绿色");
        break;
    case BLUE:
        System.out.println("蓝色");
        break;
    default:
        System.out.println(color);
        break;
}

循环遍历

通过循环遍历 .values() 能够取到对象中的值

for (Colour e : Colour.values()) {
    System.out.println(e.toString());
}

集合映射

在我们使用枚举类型作为集合的类型或映射中的键的类型时，可以使用专门且高效的集合和映射实现。如： java.util.EnumSet 、 java.util.EnumMap

// EnumSet的使用
EnumSet colorSet = EnumSet.allOf(Colour.class);
for (Colour color : colorSet) {
    System.out.println(color);
}

// EnumMap的使用
EnumMap colorMap = new EnumMap(Colour.class);
colorMap.put(Colour.RED, "红色");
colorMap.put(Colour.YELLOW, "黄色");
colorMap.put(Colour.GREEN, "绿色");
colorMap.put(Colour.BLUE, "蓝色");

Set> colorEntries = colorMap.entrySet();
for (Map.Entry entry : colorEntries) {
    System.out.println(entry.getKey().name() + ":" + entry.getValue());
}

常用方法

通过 java.lang.Enum 类的源码，可以探索下枚举常用的一些方法和设计思想：

public abstract class Enum> implements Comparable, Serializable {
// Enum 唯一的构造函数，由于 protected 修饰，所以不能调用这个构造函数。 它供编译器为响应枚举类型声明而发出的代码使用。
protected Enum(String name, int ordinal) {
    this.name = name;
    this.ordinal = ordinal;
}
    // 返回此枚举常量的名称，与在其枚举声明中声明的完全相同。
    public final String name() {
        return name;
    }
// 返回此枚举常量的序数（它在枚举声明中的位置，其中初始常量被分配零序数）。（但大多数程序员不会使用这种方法）
public final int ordinal() {
    return ordinal;
}
 // 与指定的对象进行比较以进行排序，当此对象小于、等于或大于指定对象时，返回一个负整数、零或正整数。且只能与相同枚举类型的其他枚举常量进行比较。 
    public final int compareTo(E o) {
        Enum other = (Enum)o;
        Enum self = this;
        if (self.getClass() != other.getClass() 
            self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
            throw new ClassCastException();
        return self.ordinal - other.ordinal;
    }

// 返回与此枚举常量的枚举类型对应的 Class 对象。
public final Class getDeclaringClass() {
    Class clazz = getClass();
    Class zuper = clazz.getSuperclass();
    return (zuper == Enum.class) ? (Class)clazz : (Class)zuper;
}

}

底层原理

enum 的语法结构可能对于正常的 Java 看起来怪怪的，但是通过编译器编译后产生的是一个 .class 文件， 可以理解枚举的语法结构是一种规范，使编译器能识别并转化为相应的类，底层实际上还是 class 。

public class com.project.demo.Colour extends java.lang.Enum{
    public static final com.project.demo.Colour RED;
    public static final com.project.demo.Colour YELLOW;
    public static final com.project.demo.Colour BLUE;
    public static final com.project.demo.Colour GREEN;
    static {};
}

总结
所以 enum 实际上在Java只是一个类的形式存在，java培训它能够更加方便的帮助我们定义常量对象，并且支持定义属性和方法，在一定程度上提高了我们的编程效率。

但是在使用时需要注意， enum 不能支持继承，应该它已经继承了包里的 java.lang.Enum 类，所以在程序设计时我们需要考虑到。