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Java枚举(Enum)类型原理探求

更新时间:2021年02月01日10时05分 来源:传智教育 浏览次数:

Enum枚举类型

Enum的全写是Enumeration,这个词的翻译是列举、逐条陈述、细目。在程序语言中,枚举类型是一种特殊的数据类型(常用的数据类型比如字符串、整型),这种数据类型的变量值限定在固定的范围, 比如季节只有春夏秋冬,月份是12个。

Java中的枚举

枚举前时代

在Java语言中, 枚举类型从JDK1.5才开始提供。在这之前使用接口静态常量来实现相关功能(也可以是类静态常量),以季节为例:

在不使用枚举类之前,一般使用接口静态常量实现。比如:

  1. public interface Season {
  2. public static final int SPRING = 1;
  3. public static final int SUMMER = 2;
  4. public static final int AUTUMN = 3;
  5. public static final int WINTER = 4;
  6. }

使用JUnit使用测试如下:

  1. @Test
  2. public void noEnum() {
  3. int i = 1;
  4. Assert.assertTrue(Season.SPRING==i);
  5. }

使用接口静态常量的方式比较难限定变量的范围,而且定义繁琐,功能也很有限,于是在Java 1.5 中定义了一个枚举类型:java.lang.Enum

Java枚举的定义

类似类(class)和接口(interface)的定义,Java提供enum关键字用来定义枚举类,在IDEA中创建枚举类的菜单如下:

同样定义一个季节的枚举类, 代码可以简洁如下:

  1. package cn.osxm.jcodef.func.base;
  2. public enum SeasonEnum {
  3. SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
  4. }

在枚举类中直接列出常量,常量遵循全部大写的规则。在上面的枚举类示例代码中,SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER 是SeasonEnum的成员。

  • 枚举成员默认是final、public、static (所以可以使用SeasonEnum.SPRING方式调用枚举成员)
  • 每一个枚举类型成员都可以看作是枚举类的实例 (SeasonEnum.SPRING的类型也是SeasonEnum)

在JUnit使用测试如下:

  1. @Test
  2. public void enumBase() {
  3. SeasonEnum season = SeasonEnum.SPRING;
  4. Assert.assertTrue(season.equals(SeasonEnum.SPRING));
  5. }
Java 枚举类的特性

Java枚举类的特性有:

  • 枚举可以实现接口,但不能继承接口,也不能被继承。
  • 枚举类是final的,所以不能继承。
  • 枚举类的构造方法是私有的
  • 枚举成员是静态、final和public
  • 枚举成员是枚举类的实例

但是从上面SeasonEnum枚举类的定义来看,完全看不出这些特性,这些特性是怎么来的呢? 请看下面的原理探求。

Java枚举类实现的原理探求

ava枚举类型的奥秘就在编译阶段,枚举类在编译后会生成了一个扩展java.lang.Enum的类。这个可以通过JDK自带的javap工具来反编译生成的.class文件。对上面的生成的SeasonEnum.class文件进行反编译,因为这个文件的包路径是cn\osxm\jcodef\func\base,所以在命令行使用如下命令:

  1. javap -p cn\osxm\jcodef\func\base\SeasonEnum.class
  • -p参数的意思是反编译代码中包含私有的方法, p是private的意思。

从控制台输出的反编译后的源码可以看出:

  • 自定义的枚举类会自动继承java.lang.Enum
  • 每个成员变量都会被转换为 private static final的枚举类型的实例
  • 自动添加private的构造函数
    从反编译后的源码就不难理解Enum的特性了。

注意: 使用专门的Java反编译工具,比如JD GUI、luyten等对Eumn进行反编译的效果接近源码的效果,无法看到继承等特性,JD-GUI反编译的效果和源码时一致的,这也说明使用JD GUI来进行实际的反编译还是不错的。