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本文摘自IBM DW,如有转载,请声明!
枚举类型入门
----用 Java 5.0 以类型安全的方式表示常量
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。
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
摘者注:下面这段话说明了上述编程的弊端(除了这里所说的内容外,摘者认为如果OldGrade类中只有这些常量的话,应该将其定义为接口,这样可以防止错误的实例化这个类)
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。
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
在这里,我使用了新的关键字 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
用以前定义过的类型建立一个新的枚举( 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。
(摘者注:摘者将上面的使用枚举类型的类代码进行了修改,将一些设置学生姓名等内容删除,并将构造函数也删除,只留下对说明枚举类型有作用的代码,并添加了main方法来进行grade的设置和获取并打印,程序执行结果为A,由于使用枚举类型在方法assignGrade的参数中定义的是枚举类型,而不是java的int类型,所以传递的参数必须是枚举类型参数,而枚举类型参数中定义的值都是合法的)。
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
将上面的main方法修改为如下内容:
运行这段代码,将得到清单 5 所示的输出:
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'
这里有许多东西。首先,我使用了 Tiger 的新的 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
在这里,枚举值被传递到 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
研究以上代码可以看出,任何没有被 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
现在,如果使用清单 6 的代码所示的新版 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。
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
为每个状态码分配一些人们能读懂的错误信息,从而允许人们在 Ant 提供某个代码时查找合适的错误信息,将这些信息显示在控制台上。这是映射(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)
该代码使用了泛型(generics)(请参阅 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:
清单 11. 清单 10 的输出
For status INITIALIZING,message is: Initializing Ant...
For status COMPILING, message is: Compiling Java classes...
For status COPYING, message is: Copying files...
For status JARRING, message is: JARring up files...
For status ZIPPING, message is: ZIPping up files...
For status DONE, message is: Build complete.
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)。
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。
枚举类型入门
----用 Java 5.0 以类型安全的方式表示常量
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。
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; }
摘者注:下面这段话说明了上述编程的弊端(除了这里所说的内容外,摘者认为如果OldGrade类中只有这些常量的话,应该将其定义为接口,这样可以防止错误的实例化这个类)
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。
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 };
在这里,我使用了新的关键字 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 { priv ate Grade grade; public void assignGrade(Grade grade) { this.grade = grade; } public Grade getGrade() { return grade; } public static void main(String[] args) { Student std = new Student(); std.assignGrade(Grade.A); System.out.println(std.getGrade()); } }
用以前定义过的类型建立一个新的枚举( 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。
(摘者注:摘者将上面的使用枚举类型的类代码进行了修改,将一些设置学生姓名等内容删除,并将构造函数也删除,只留下对说明枚举类型有作用的代码,并添加了main方法来进行grade的设置和获取并打印,程序执行结果为A,由于使用枚举类型在方法assignGrade的参数中定义的是枚举类型,而不是java的int类型,所以传递的参数必须是枚举类型参数,而枚举类型参数中定义的值都是合法的)。
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
将上面的main方法修改为如下内容:
public static void main(String[] args) { for (Grade g : Grade.values()) { System.out.println("Allowed value: '" + g + "'"); } }
运行这段代码,将得到清单 5 所示的输出:
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'
这里有许多东西。首先,我使用了 Tiger 的新的 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 static void main(String[] args) { Student std = new Student(); std.assignGrade(Grade.INCOMPLETE); switch (std.getGrade()) { case A: System.out.println("excelled with a grade of A"); break; case B: // fall through to C case C: System.out.println("passed with a grade of " + std.getGrade().toString()); break; case D: // fall through to F case F: System.out.println("failed with a grade of "+ std.getGrade().toString()); break; case INCOMPLETE: System.out.println("did not complete the class."); break; } }
在这里,枚举值被传递到 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 static void main(String[] args) { Student std = new Student(); std.assignGrade(Grade.INCOMPLETE); switch (std.getGrade()) { case A: System.out.println("excelled with a grade of A"); break; case B: // fall through to C case C: System.out.println("passed with a grade of "+ std.getGrade().toString()); break; case D: // fall through to F case F: System.out.println("failed with a grade of " + std.getGrade().toString()); break; case INCOMPLETE: System.out.println("did not complete the class."); break; } default: System.out.println("has a grade of "+std.getGrade().toString()); break; }
研究以上代码可以看出,任何没有被 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 };
现在,如果使用清单 6 的代码所示的新版 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。
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 }
为每个状态码分配一些人们能读懂的错误信息,从而允许人们在 Ant 提供某个代码时查找合适的错误信息,将这些信息显示在控制台上。这是映射(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)); } }
该代码使用了泛型(generics)(请参阅 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:
清单 11. 清单 10 的输出
For status INITIALIZING,message is: Initializing Ant...
For status COMPILING, message is: Compiling Java classes...
For status COPYING, message is: Copying files...
For status JARRING, message is: JARring up files...
For status ZIPPING, message is: ZIPping up files...
For status DONE, message is: Build complete.
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)。
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。
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