送大家以下java学习材料,文末有支付形式
1.概览
在本文中,咱们将看到什么是 Java 枚举,它们解决了哪些问题以及如何在实践中应用 Java 枚举实现一些设计模式。
enum关键字在 java5 中引入,示意一种非凡类型的类,其总是继承java.lang.Enum类,更多内容能够自行查看其官网文档。
枚举在很多时候会和常量拿来比照,可能因为自身咱们大量理论应用枚举的中央就是为了代替常量。那么这种形式由什么劣势呢?
以这种形式定义的常量使代码更具可读性,容许进行编译时查看,事后记录可承受值的列表,并防止因为传入有效值而引起的意外行为。
上面示例定义一个简略的枚举类型 pizza 订单的状态,共有三种 ORDERED, READY, DELIVERED状态:
package shuang.kou.enumdemo.enumtest;publicenum PizzaStatus { ORDERED, READY, DELIVERED;}
简略来说,咱们通过下面的代码防止了定义常量,咱们将所有和 pizza 订单的状态的常量都对立放到了一个枚举类型外面。
System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name());//ORDEREDSystem.out.println(PizzaStatus.ORDERED);//ORDEREDSystem.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name().getClass());//class java.lang.StringSystem.out.println(PizzaStatus.ORDERED.getClass());//class shuang.kou.enumdemo.enumtest.PizzaStatus
2.自定义枚举办法
当初咱们对枚举是什么以及如何应用它们有了根本的理解,让咱们通过在枚举上定义一些额定的API办法,将上一个示例晋升到一个新的程度:
publicclass Pizza { private PizzaStatus status; publicenum PizzaStatus { ORDERED, READY, DELIVERED; } public boolean isDeliverable() { if (getStatus() == PizzaStatus.READY) { returntrue; } returnfalse; } // Methods that set and get the status variable.}
3.应用 == 比拟枚举类型
因为枚举类型确保JVM中仅存在一个常量实例,因而咱们能够平安地应用“ ==”运算符比拟两个变量,如上例所示;此外,“ ==”运算符可提供编译时和运行时的安全性。
首先,让咱们看一下以下代码段中的运行时安全性,其中“ ==”运算符用于比拟状态,并且如果两个值均为null 都不会引发 NullPointerException。相同,如果应用equals办法,将抛出 NullPointerException:
if(testPz.getStatus().equals(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED));if(testPz.getStatus() == Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);
对于编译时安全性,咱们看另一个示例,两个不同枚举类型进行比拟,应用equal办法比拟后果确定为true,因为getStatus办法的枚举值与另一个类型枚举值统一,但逻辑上应该为false。这个问题能够应用==操作符防止。因为编译器会示意类型不兼容谬误:
if(testPz.getStatus().equals(TestColor.GREEN));if(testPz.getStatus() == TestColor.GREEN);
4.在 switch 语句中应用枚举类型
public int getDeliveryTimeInDays() { switch (status) { case ORDERED: return5; case READY: return2; case DELIVERED: return0; } return0;}
5.枚举类型的属性,办法和构造函数
你能够通过在枚举类型中定义属性,办法和构造函数让它变得更加弱小。
上面,让咱们扩大下面的示例,实现从比萨的一个阶段到另一个阶段的过渡,并理解如何解脱之前应用的if语句和switch语句:
publicclass Pizza { private PizzaStatus status; publicenum PizzaStatus { ORDERED (5){ @Override public boolean isOrdered() { returntrue; } }, READY (2){ @Override public boolean isReady() { returntrue; } }, DELIVERED (0){ @Override public boolean isDelivered() { returntrue; } }; privateint timeToDelivery; public boolean isOrdered() {returnfalse;} public boolean isReady() {returnfalse;} public boolean isDelivered(){returnfalse;} public int getTimeToDelivery() { return timeToDelivery; } PizzaStatus (int timeToDelivery) { this.timeToDelivery = timeToDelivery; } } public boolean isDeliverable() { returnthis.status.isReady(); } public void printTimeToDeliver() { System.out.println("Time to delivery is " + this.getStatus().getTimeToDelivery()); } // Methods that set and get the status variable.}
上面这段代码展现它是如何 work 的:
@Testpublic void givenPizaOrder_whenReady_thenDeliverable() { Pizza testPz = new Pizza(); testPz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); assertTrue(testPz.isDeliverable());}
6.EnumSet and EnumMap
6.1. EnumSet
EnumSet
是一种专门为枚举类型所设计的 Set
类型。
与HashSet
相比,因为应用了外部位向量示意,因而它是特定 Enum
常量集的十分无效且紧凑的示意模式。
它提供了类型平安的代替办法,以代替传统的基于int的“位标记”,使咱们可能编写更易读和易于保护的简洁代码。
EnumSet
是抽象类,其有两个实现:RegularEnumSet
、JumboEnumSet
,抉择哪一个取决于实例化时枚举中常量的数量。
在很多场景中的枚举常量汇合操作(如:取子集、减少、删除、containsAll
和removeAll
批操作)应用EnumSet
十分适合;如果须要迭代所有可能的常量则应用Enum.values()
。
publicclass Pizza { privatestatic EnumSet<PizzaStatus> undeliveredPizzaStatuses = EnumSet.of(PizzaStatus.ORDERED, PizzaStatus.READY); private PizzaStatus status; publicenum PizzaStatus { ... } public boolean isDeliverable() { returnthis.status.isReady(); } public void printTimeToDeliver() { System.out.println("Time to delivery is " + this.getStatus().getTimeToDelivery() + " days"); } public static List<Pizza> getAllUndeliveredPizzas(List<Pizza> input) { return input.stream().filter( (s) -> undeliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus())) .collect(Collectors.toList()); } public void deliver() { if (isDeliverable()) { PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy() .deliver(this); this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED); } } // Methods that set and get the status variable.}
上面的测试演示了展现了 EnumSet
在某些场景下的弱小性能:
@Testpublic void givenPizaOrders_whenRetrievingUnDeliveredPzs_thenCorrectlyRetrieved() { List<Pizza> pzList = new ArrayList<>(); Pizza pz1 = new Pizza(); pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED); Pizza pz2 = new Pizza(); pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); Pizza pz3 = new Pizza(); pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); Pizza pz4 = new Pizza(); pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); pzList.add(pz1); pzList.add(pz2); pzList.add(pz3); pzList.add(pz4); List<Pizza> undeliveredPzs = Pizza.getAllUndeliveredPizzas(pzList); assertTrue(undeliveredPzs.size() == 3);}
6.2. EnumMap
EnumMap
是一个专门化的映射实现,用于将枚举常量用作键。与对应的 HashMap
相比,它是一个高效紧凑的实现,并且在外部示意为一个数组:
EnumMap<Pizza.PizzaStatus, Pizza> map;
让咱们疾速看一个实在的示例,该示例演示如何在实践中应用它:
publicstatic EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>> groupPizzaByStatus(List<Pizza> pizzaList) { EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>> pzByStatus = new EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>>(PizzaStatus.class); for (Pizza pz : pizzaList) { PizzaStatus status = pz.getStatus(); if (pzByStatus.containsKey(status)) { pzByStatus.get(status).add(pz); } else { List<Pizza> newPzList = new ArrayList<Pizza>(); newPzList.add(pz); pzByStatus.put(status, newPzList); } } return pzByStatus;}
上面的测试演示了展现了 EnumMap
在某些场景下的弱小性能:
@Testpublic void givenPizaOrders_whenGroupByStatusCalled_thenCorrectlyGrouped() { List<Pizza> pzList = new ArrayList<>(); Pizza pz1 = new Pizza(); pz1.setStatus(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED); Pizza pz2 = new Pizza(); pz2.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); Pizza pz3 = new Pizza(); pz3.setStatus(Pizza.PizzaStatus.ORDERED); Pizza pz4 = new Pizza(); pz4.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); pzList.add(pz1); pzList.add(pz2); pzList.add(pz3); pzList.add(pz4); EnumMap<Pizza.PizzaStatus,List<Pizza>> map = Pizza.groupPizzaByStatus(pzList); assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.DELIVERED).size() == 1); assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.ORDERED).size() == 2); assertTrue(map.get(Pizza.PizzaStatus.READY).size() == 1);}
7. 通过枚举实现一些设计模式
7.1 单例模式
通常,应用类实现 Singleton 模式并非易事,枚举提供了一种实现单例的简便办法。
《Effective Java 》和《Java与模式》都十分举荐这种形式,应用这种形式形式实现枚举能够有什么益处呢?
《Effective Java》
“
这种办法在性能上与私有域办法相近,然而它更加简洁,无偿提供了序列化机制,相对避免屡次实例化,即便是在面对简单序列化或者反射攻打的时候。尽管这种办法还没有宽泛采纳,然而单元素的枚举类型曾经成为实现 Singleton的最佳办法。—-《Effective Java 中文版 第二版》
《Java与模式》
“
《Java与模式》中,作者这样写道,应用枚举来实现单实例管制会更加简洁,而且无偿地提供了序列化机制,并由JVM从根本上提供保障,相对避免屡次实例化,是更简洁、高效、平安的实现单例的形式。
上面的代码段显示了如何应用枚举实现单例模式:
publicenum PizzaDeliverySystemConfiguration { INSTANCE; PizzaDeliverySystemConfiguration() { // Initialization configuration which involves // overriding defaults like delivery strategy } private PizzaDeliveryStrategy deliveryStrategy = PizzaDeliveryStrategy.NORMAL; public static PizzaDeliverySystemConfiguration getInstance() { return INSTANCE; } public PizzaDeliveryStrategy getDeliveryStrategy() { return deliveryStrategy; }}
如何应用呢?请看上面的代码:
PizzaDeliveryStrategy deliveryStrategy = PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy();
通过 PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance()
获取的就是单例的 PizzaDeliverySystemConfiguration
7.2 策略模式
通常,策略模式由不同类实现同一个接口来实现的。
这也就意味着增加新策略意味着增加新的实现类。应用枚举,能够轻松实现此工作,增加新的实现意味着只定义具备某个实现的另一个实例。
上面的代码段显示了如何应用枚举实现策略模式:
publicenum PizzaDeliveryStrategy { EXPRESS { @Override public void deliver(Pizza pz) { System.out.println("Pizza will be delivered in express mode"); } }, NORMAL { @Override public void deliver(Pizza pz) { System.out.println("Pizza will be delivered in normal mode"); } }; public abstract void deliver(Pizza pz);}
给 Pizza
减少上面的办法:
public void deliver() { if (isDeliverable()) { PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy() .deliver(this); this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED); }}
如何应用呢?请看上面的代码:
@Testpublic void givenPizaOrder_whenDelivered_thenPizzaGetsDeliveredAndStatusChanges() { Pizza pz = new Pizza(); pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY); pz.deliver(); assertTrue(pz.getStatus() == Pizza.PizzaStatus.DELIVERED);}
8. Java 8 与枚举
Pizza 类能够用Java 8重写,您能够看到办法 lambda 和Stream API如何使 getAllUndeliveredPizzas()
和groupPizzaByStatus()
办法变得如此简洁:
getAllUndeliveredPizzas()
:
public static List<Pizza> getAllUndeliveredPizzas(List<Pizza> input) { return input.stream().filter( (s) -> !deliveredPizzaStatuses.contains(s.getStatus())) .collect(Collectors.toList());}
groupPizzaByStatus()
:
publicstatic EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>> groupPizzaByStatus(List<Pizza> pzList) { EnumMap<PizzaStatus, List<Pizza>> map = pzList.stream().collect( Collectors.groupingBy(Pizza::getStatus, () -> new EnumMap<>(PizzaStatus.class), Collectors.toList())); return map;}
9. Enum 类型的 JSON 表现形式
应用Jackson库,能够将枚举类型的JSON示意为POJO。上面的代码段显示了能够用于同一目标的Jackson批注:
@JsonFormat(shape = JsonFormat.Shape.OBJECT)publicenum PizzaStatus { ORDERED (5){ @Override public boolean isOrdered() { returntrue; } }, READY (2){ @Override public boolean isReady() { returntrue; } }, DELIVERED (0){ @Override public boolean isDelivered() { returntrue; } }; privateint timeToDelivery; public boolean isOrdered() {returnfalse;} public boolean isReady() {returnfalse;} public boolean isDelivered(){returnfalse;} @JsonProperty("timeToDelivery") public int getTimeToDelivery() { return timeToDelivery; } private PizzaStatus (int timeToDelivery) { this.timeToDelivery = timeToDelivery; }}
咱们能够按如下形式应用 Pizza
和 PizzaStatus
:
Pizza pz = new Pizza();pz.setStatus(Pizza.PizzaStatus.READY);System.out.println(Pizza.getJsonString(pz));
生成 Pizza 状态以以下JSON展现:
{ "status" : { "timeToDelivery" : 2, "ready" : true, "ordered" : false, "delivered" : false }, "deliverable" : true}
无关枚举类型的JSON序列化/反序列化(包含自定义)的更多信息,请参阅Jackson-将枚举序列化为JSON对象。
10.总结
本文咱们探讨了Java枚举类型,从基础知识到高级利用以及理论利用场景,让咱们感触到枚举的弱小性能。
11. 补充
咱们在下面讲到了,咱们能够通过在枚举类型中定义属性,办法和构造函数让它变得更加弱小。
上面我通过一个理论的例子展现一下,当咱们调用短信验证码的时候可能有几种不同的用处,咱们在上面这样定义:
publicenum PinType { REGISTER(100000, "注册应用"), FORGET_PASSWORD(100001, "遗记明码应用"), UPDATE_PHONE_NUMBER(100002, "更新手机号码应用"); privatefinalint code; privatefinal String message; PinType(int code, String message) { this.code = code; this.message = message; } public int getCode() { return code; } public String getMessage() { return message; } @Override public String toString() { return"PinType{" + "code=" + code + ", message='" + message + '\'' + '}'; }}
理论应用:
System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getCode());System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getMessage());System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.toString());
Output:
100001遗记明码应用PinType{code=100001, message='遗记明码应用'}
这样的话,在理论应用起来就会非常灵活不便!