第十九章、枚举类型

前言：

• 关键字enum：可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型（Class），而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用。
• 创建enum时，编译器会为你自动生成一个相关类，此类自动extends java.lang.Enum类。

1. 基本enum特性

Enum类提供的功能如下：

• values() 返回enum实例的数组，而且保持声明的顺序：
• ordinal() 返回一个int值，这是每个enum实例在声明时的次序，从0开始。
• == 来比较enum实例,编译器会自动提供equals和hashCode方法。
• getDeclaringClass() 获取其所属的enum类。
• name() 返回enum实例声明时的名字，与使用toString()效果相同。
• Enum.valueOf() 是在Enum中定义的static方法，他根据给定的名字返回相应的enum实例，如果不存在会抛出异常。

1.1 将静态导入用于enum

• 使用static import能够将enum实例的标识符代入当前的命名空间，所以无需再用enum类型来修饰enum实例。
• 唯一担心的是使用静态导入会不会导致代码令人难以理解。

import static enumerated.Spiciness*;

1.2 向enum中添加新方法

• 除了不能继承自一个enum之外，基本上可以将enum看做一个常规类。
• 也就是说，可以添加方法，甚至可以有main方法。
• 必须先定义enum实例，如果在实例之前定义任何方法或属性，编译时会报错。
• 一旦enum的定义结束，编译器就不允许在使用其构造器来创建任何实例了。

public enum OzWitch {
    // Instances must be defined first, before methods: 
    WEST("Miss Gulch"),
    NORTH("Glinda"),
    EAST("Wicked"),
    SOUTH("Good");//必须在enum实例序列的最后添加一个分号。
    private String description;

    // Constructor must be package or private access:
    private OzWitch(String description) {
        this.description = description;
    }

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    @Override 
    public String toString() {}

    public static void main(String[] args) {
        for (OzWitch witch : OzWitch.values()) {
            print(witch + ": " + witch.getDescription());
        }
    }
}

2. switch语句中的enum

• 一般来说switch中只能使用整形值，Java SE7开始支持字符串String，也支持enum类型；
• 枚举类型天生就具备整形值的次序，并且可以通过ordinal()方法获取其次序。

enum Signal {
    GREEN, YELLOW, RED,
}
public class TrafficLight {
    Signal color = Signal.RED;
    public void change() {
        switch (color) {
            case RED:
            case GREEN:
            case YELLOW:
        }
    }
}

3.values()的神秘之处

enum类都自动继承自Enum类（编译器实现），我们可以查看Enum中并没有values()方法。利用反射机制查看究竟：

• values()是由编译器自动添加的static方法。同时创建Explore的过程中，编译器还添加了valueOf()方法。不是Enum类已经有valueOf()方法了吗，不过Enum中的ValueOf()方法需要两个参数，这个新增方法只需一个参数。由于Set只存储方法的名字，不考虑签名，所以removeAll只剩下values。
• 由于values()方法有编译器插入到enum定义中的static方法，所以enum向上转型为Enum，那么values就不可访问了，不过Class中有一个getEnumConstants方法，所以即便Enum接口中没有vlaues方法，仍然可以通过Class对象取得所有enum实例：

enum Search {HITHER, YON}

public class UpcastEnum {
    public static void main(String[] args) {
        Search[] vals = Search.values();
        Enum e = Search.HITHER; // Upcast
        // e.values(); // No values() in Enum
        for (Enum en : e.getClass().getEnumConstants()) {
            System.out.println(en);
        }
    }
} 
getEnumConstants() 获取所有Enum对象的实例

5. 实现，而非继承

• 不能extends：Java不支持多重继承；并编译器自动extends了Enum类了；
• 可以implements：创建一个新的enum，可以同时实现一个或多个接口。

enum CartoonCharacter implements Generator<CartoonCharacter> {
    SLAPPY, SPANKY, PUNCHY, SILLY, BOUNCY, NUTTY, BOB;
    private Random rand = new Random(47);

    @Override
    public CartoonCharacter next() {
        return values()[rand.nextInt(values().length)];
    }
} 

6. 随机选取

7. 使用接口组织枚举

• 子类化：implements是enum 子类化的唯一方法。
• 有时希望使用子类将一个enum中的元素进行分组。在一个接口内部创建实现该接口的枚举，以此将元素分组。

public interface Food {
  enum Appetizer implements Food {
    SALAD, SOUP, SPRING_ROLLS;
  }
  enum MainCourse implements Food {
    LASAGNE, BURRITO, PAD_THAI,
    LENTILS, HUMMOUS, VINDALOO;
  }
  enum Dessert implements Food {
    TIRAMISU, GELATO, BLACK_FOREST_CAKE,
    FRUIT, CREME_CARAMEL;
  }
  enum Coffee implements Food {
    BLACK_COFFEE, DECAF_COFFEE, ESPRESSO,
    LATTE, CAPPUCCINO, TEA, HERB_TEA;
  }
}

public class TypeOfFood {
  public static void main(String[] args) {
    Food food = Appetizer.SALAD;
    food = MainCourse.LASAGNE;
    food = Dessert.GELATO;
    food = Coffee.CAPPUCCINO;
  }
}

8. 使用EnumSet替代位标志（BitSet）

• Set：是一种集合不能添加重复元素。enum也要求其成员是唯一的。
• EnumSet：Java SE5引入了EnumSet，是为了通过enum创建一种替代品，以替代传统的基于int的“位标志”（BitSet）。这种标志可以用来表示某种开关信息，不过，使用这种标志，最终操作的只是一些bit。
• EnumSet的性能：它在说明一个二进制位是否存在时，具有更好的表达能力，并且无需担心性能。

EnumSet 包含的使用方法：

• EnumSet.noneOf(AlarmPoints.class); 返回Empty set
• EnumSet.complementOf() 用于创建包含与指定的Enum_Set类型相同的元素的EnumSet
• EnumSet.of() 返回参数中添加的Enum元素集合
• EnumSet.range() 返回参数中指定范围的Enum元素
• points.addAll() 添加所有Enum元素
• points.removeAl() 移除参数中包含的Enum元素集合

研究EnumSet文档，会发现of()方法被重载了很多次，不但为可变数量参数进行了重载，而且为接受2至5个显式的参数的情况都进行了重载。这也从侧面表现了EnumSet对性能的关注。

9. 使用EnumMap

• EnumMap：是一种特殊的Map（Key-Value映射表），要求其中的键（key）必须来自于一个enum。
• EnumMap的性能：由于enum本身的限制，所以EnumMap内部是数组实现。因此EnumMap速度很快，可以放心进行查找操作。
• EnumMap的排序：与EnumSet一样，enum实例（key）定义时的次序决定了其在EnumMap中的顺序。

9.1 命令模式（GoF23之一）的具体实现

9.3 EnumMap 包含的使用方法：

• put(k,v) 新增元素(k,v)
• get(k) 返回参数k对应的value
• entrySet() 返回<k,v>实例对象集合
• Map.Entry<K,V>.getValue() 返回实例元素的value

10 常量相关的方法

• 常量相关的方法：constant-specific methods
• 多路分发：multiple dispatching
• 枚举元素：在Enum中定义的元素都是Enum类中的各个实例对象，每个Enum元素都是一个Enum类型的staic final类型对象。
• 常量相关的方法的enum实现方式：enum 允许为每个enum实例（枚举元素）编写方法，从而为每个enum实例赋予各自不同的行为，从而为每个enum实例赋予各自不同的行为。

public enum ConstantSpecificMethod {
    DATE_TIME {
        String getInfo() {
            return  DateFormat.getDateInstance().format(new Date());
        }
    },
    CLASSPATH {
        String getInfo() {
            return System.getenv("CLASSPATH");
        }
    },
    VERSION {
        String getInfo() {
            return System.getProperty("java.version");
        }
    };
    abstract String getInfo();
    public static void main(String[] args) {
        for (ConstantSpecificMethod csm : values()) {
            System.out.println(csm.getInfo());
        }
    }
}

10.1 使用enum的职责链

• 职责链模式：（Chain of Responsibility，GoF23设计模式之一）：程序员以多种不同的方式来解决一个问题，然后将它们链接在一起。当请求到来时，它遍历这个链，直到这个链中的某个解决方案能够处理此需求。
• 代码示例 参照原文P607

10.2 使用enum的状态机

• 状态机模式：（GoF23设计模式之一）：一个状态机可以具有有限个特定的状态，它通常根据输入，从一个状态转移到下个状态，不过也可能存在瞬时状态（transient states）,而一旦任务执行结束，状态机会立即离开瞬时状态。
• 瞬时状态：（transient states）：
• 代码示例 参照原文P609

11 多路分发

• 单路分发：Java只支持单路分发：如果要执行的操作包含了不只一个类型未知的对象时，java的动态绑定机制只能处理其中一个的类型。
• 多路分发：含二路分发。

多路分发的几种实现方式：

• 使用enum分发：
• 使用常量相关的方法分发
• 使用EnumMap分发
• 使用二维数组