目錄

• 一、前言
• 二、源自一道面試題
• 三、列舉的由來
• 四、列舉的定義形式
• 五、Enum類裡有啥？
  • 1、唯一的構造器
  • 2、重要的方法們
  • 3、憑空出現的values()方法
• 六、反編譯列舉類
• 七、列舉類實現單例
• 八、參考資料

一、前言

本篇部落格是對JDK1.5的新特性列舉的一波小小的總結，主要是昨天在看一部分面試題的時候，遇到了列舉型別的題目，發現自己有許多細節還需要加強，做起來都模稜兩可，是時候總結一波了。

二、源自一道面試題

不多bb，直接開門見山，我遇到這樣一道也許很簡單的題目：

enum AccountType
{
    SAVING, FIXED, CURRENT;
    private AccountType()
    {
        System.out.println(“It is a account type”);
    }
}
class EnumOne
{
    public static void main(String[]args)
    {
        System.out.println(AccountType.FIXED);
    }
}

問列印的結果是啥？正確答案如下：

It is a account type
It is a account type
It is a account type
FIXED

至於結果為啥是這個，且看我慢慢總結。

三、列舉的由來

存在即合理。

我賊喜歡這句聖經，每次我一解釋不了它為什麼出現的時候，就不自覺地用上這句話。

列舉一定有他存在的價值，在一些時候，我們需要定義一個類，這個類中的物件是有限且固定的，比如我們一年有四個季節，春夏秋冬。

在列舉被支援之前，我們該如何定義這個Season類呢？可能會像下面這樣：

public class Season {
    //private修飾構造器，無法隨意建立物件
    private Season(){}
    //final修飾提供的物件在類外不能改變
    public static final Season SPRING = new Season();
    public static final Season SUMMER = new Season();
    public static final Season AUTUMN = new Season();
    public static final Season WINTER = new Season();
}
 

在定義上，這個Season類可以完成我們的預期，它們各自代表一個例項，且不能被改變，外部也不能隨便建立例項。

但，通過自定義類實現列舉的效果有個顯著的問題：程式碼量非常大。

於是，JDK1.5，列舉類應運而生。

四、列舉的定義形式

enum關鍵字用以定義列舉類，這是一個和class，interface關鍵字地位相當的關鍵字。也就是說，列舉類和我們之前使用的類差不太多，且enum和class修飾的類如果同名，會出錯。

有一部分規則，類需要遵循的，列舉類也遵循：

• 列舉類也可以定義成員變數、構造器、普通和抽象方法等。
• 一個Java原始檔最多隻能定義一個public的列舉類，且類名與檔名相同。
• 列舉類可以實現一個或多個介面。

也有一部分規則，列舉類顯得與眾不同：

• 列舉類的例項必須在列舉類的第一行顯式列出，以逗號分隔，列出的例項系統預設新增public static final修飾。
• 列舉類的構造器預設私有，且只能是私有，可以過載。
• 列舉類預設final修飾，無法被繼承。
• 列舉類都繼承了java.lang.Enum類，所以無法繼承其他的類。
• 一般情況下，列舉常量需要用列舉類.列舉常量的方式呼叫。

知道這些之後，我們可以用enum關鍵字重新定義列舉類：

public enum Season{
    //定義四個例項
    SPRING,SUMMER,AUTUMN,WINTER;
}

需要注意的是，在JDK1.5列舉類加入之後，switch-case語句進行了擴充套件，其控制表示式可以是任意列舉型別，且可以直接使用列舉值的名稱，無需新增列舉類作為限定。

五、Enum類裡有啥？

Enum類是所有enum關鍵字修飾的列舉類的頂級父類，裡頭定義的方法預設情況下，是通用的，我們來瞅它一瞅：

public abstract class Enum<E extends Enum<E>> extends Object implements Comparable<E>, Serializable

我們可以發現，Enum其實是一個繼承自Object類的抽象類（Object類果然是頂級父類，不可撼動），並實現了兩個介面：

• Comparable：支援列舉物件的比較。
• Serializable：支援列舉物件的序列化。

1、唯一的構造器

    protected Enum(String name, int ordinal) {
        this.name = name;
        this.ordinal = ordinal;
    }

官方文件這樣說的：程式設計師不能去呼叫這個構造器，它用於編譯器響應enum型別聲明發出的程式碼，關於這一點，我們後面體會會更加深刻一些。

2、重要的方法們

關於Object類中的方法，這邊就不贅述了，主要提一提特殊的方法。

public final String name()

返回這個列舉常量的名稱。官方建議：大多數情況，最好使用toString()方法，因為可以返回一個友好的名字。而name()方法以final修飾，無法被重寫。

public String toString()

原始碼上看，toString()方法和name()方法是相同的，但是建議：如果有更友好的常量名稱顯示，可以重寫toString()方法。

public final int ordinal()

返回此列舉常量的序號(其在enum宣告中的位置，其中初始常量的序號為零)。

大多數程式設計師將不需要這種方法。它被用於複雜的基於列舉的資料結構中，如EnumSet和EnumMap。

public final int compareTo(E o)

這個方法用於指定列舉物件比較順序，同一個列舉例項只能與相同型別的列舉例項進行比較。

    public final int compareTo(E o) {
        Enum<?> other = (Enum<?>)o;
        Enum<E> self = this;
        if (self.getClass() != other.getClass() && // optimization
            //getDeclaringClass()方法返回該列舉常量對應Enum類的類物件
            self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
            throw new ClassCastException();
        //該列舉常量順序在o常量之前，返回負整數
        return self.ordinal - other.ordinal;
    }

public static <T extends Enum> T valueOf(Class enumType,
String name)

該靜態方法返回指定列舉類中指定名稱的列舉常量。

3、憑空出現的values()方法

為什麼會想到總結這個方法呢？其實也是有一定心路歷程的，官方文件特別強調了一句話：

Note that when using an enumeration type as the type of a set or as the type of the keys in a map, specialized and efficient set and map implementations are available.

一般Note開頭的玩意兒，還是比較重要的。大致意思如下：

當使用列舉型別作為集合的型別或對映中的鍵的型別時，可以使用專門化且有效的集合和對映實現。

看完非常不理解，於是開始查詢資料，發現有一種用法：

Arrays.asList(AccountType.values())

很明顯呼叫了這個列舉類的values()方法，但是剛才對列舉類的方法一通分析，也沒看到有values()方法啊。但是編譯器確實提示，有，確實有！

這是怎麼回事呢？JDK文件是這麼說的：

The compiler automatically adds some special methods when it creates an enum. For example, they have a static values method that returns an array containing all of the values of the enum in the order they are declared.

編譯器會在建立一個列舉類的時候，自動在裡面加入一些特殊的方法，例如靜態的values()方法，它將返回一個數組，按照列舉常量宣告的順序存放它們。

這樣一來，列舉類就可以和集合等玩意兒很好地配合在一起了，具體咋配合，以後遇到了就知道了。

關於這一點，待會反編譯之後會更加印象深刻。

六、反編譯列舉類

注：由於學識尚淺，這部分內容總結起來虛虛的，但是總歸查找了許多的資料，如有說的不對的地方，還望評論區批評指正。

那麼，回到我們文章開頭提到的那到面試題，我們根據結果來推測程式執行之後發生的情況：

• 其中的構造器被呼叫了三次，說明定義的列舉常量確實是三個活生生的例項，也就是說，每次建立例項就會呼叫一次構造器。
• 然後，System.out.println(AccountType.FIXED);將會呼叫toString()方法，由於子類沒有重寫，那麼將會返回name值，也就是"FIXED"。

至此，我們的猜測結束，其實確實也大差不差了，大致就是這個過程。在一番查閱資料之後，我又嘗試著去反編譯這個列舉類檔案：

我們先用javap -p AccountType.class命令試著反編譯之後檢視所有類和成員。

為了看看static中發生的情況，我試著用更加詳細的指令，javap -c -l AccountType.class，試圖獲取本地變數資訊表和行號，雖然我大概率還是看不太懂的。

我們以其中一個為例，參看虛擬機器位元組碼指令表，大致過程如下：

  static {};
    Code:
       0: new           #4                  //建立一個物件，將其引用值壓入棧
       3: dup                               //複製棧頂數值並將複製值壓入棧頂
       4: ldc           #10                 //將String常量值SAVING從常量池推送至棧頂
       6: iconst_0                          //將int型0推送至棧頂
       7: invokespecial #11                 //呼叫超類構造器
      10: putstatic     #12                 //為指定的靜態域賦值

以下為由個人理解簡化的編譯結構：

public final class AccountType extends java.lang.Enum<AccountType> {
    //靜態列舉常量
    public static final AccountType SAVING;

    public static final AccountType FIXED;

    public static final AccountType CURRENT;

    //儲存靜態列舉常量的私有靜態域
    private static final AccountType[] $VALUES;

    //編譯器新加入的靜態方法
    public static AccountType[] values();

    //呼叫例項方法獲取指定名稱的列舉常量
    public static AccountType valueOf(java.lang.String);

    static {
        //建立物件，傳入列舉常量名和順序
        SAVING = new AccountType("SAVING",0);
        FIXED = new AccountType("FIXED",1);
        CURRENT = new AccountType("CURRENT",2);
        //給靜態域賦值
        $VALUES = new AccountType[]{
            SAVING,FIXED,CURRENT
        }
    };     
}

Enum類的構造器，在感應到enum關鍵字修飾的類之後，將會被呼叫，傳入列舉常量的字串字面量值（name）和索引（ordinal），建立的例項存在私有靜態域&VALUES中。

而且編譯器確實會新增靜態的values()方法，用以返回存放列舉常量的陣列。

七、列舉類實現單例

public enum  EnumSingleton {
    INSTANCE;
    public EnumSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

這部分等到以後總結單例模式再侃，先在文末貼個地址。

八、參考資料

通過javap命令分析java彙編指令
Java中的列舉與values()