java枚举解析

1. 枚举基础与核心特性

1.1 基本定义

枚举用于表示固定数量的常量，替代传统的public static final常量：

public enum Day {MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}

1.2 构造函数与属性

枚举可包含构造函数和属性，每个实例初始化时传入参数：

public enum Planet {MERCURY(3.303e+23, 2.4397e6),VENUS(4.869e+24, 6.0518e6);private final double mass;private final double radius;Planet(double mass, double radius) {this.mass = mass;this.radius = radius;}// Getter方法
}

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2. 高级用法与特性

2.1 行为抽象与多态

每个枚举实例可重写抽象方法，实现不同行为：

public enum Operation {PLUS {public double apply(double x, double y) { return x + y; }},MINUS {public double apply(double x, double y) { return x - y; }};public abstract double apply(double x, double y);
}

2.2 实现接口

枚举可实现接口，统一方法签名：

public interface Command {void execute();
}public enum FileCommand implements Command {OPEN {public void execute() { /* 打开文件逻辑 */ }},SAVE {public void execute() { /* 保存文件逻辑 */ }};
}

2.3 枚举单例模式

线程安全且防反射攻击的单例实现：

public enum Singleton {INSTANCE;public void doWork() {System.out.println("单例工作...");}
}

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3. 实用工具类

3.1 EnumSet

高效处理枚举集合（基于位向量）：

EnumSet<Day> weekend = EnumSet.of(Day.SATURDAY, Day.SUNDAY);

核心特性

• 基于位向量：内部用位（bit）表示枚举实例的存在性，内存占用极小，性能接近数组。

• 类型安全：只能存储同一枚举类型的值，避免类型错误。

• 快速操作：contains、add、remove 等操作时间复杂度为 O(1)。

应用场景

• 状态组合：如用户权限、开关配置。

• 批量处理：快速筛选或操作一组枚举值。

代码示例

public enum Day {MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
}public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建工作日集合EnumSet<Day> workDays = EnumSet.range(Day.MONDAY, Day.FRIDAY);System.out.println(workDays); // [MONDAY, TUESDAY, ..., FRIDAY]// 添加周末EnumSet<Day> weekend = EnumSet.of(Day.SATURDAY, Day.SUNDAY);workDays.addAll(weekend);System.out.println(workDays.contains(Day.SUNDAY)); // true// 快速补集操作（取非工作日的补集）EnumSet<Day> nonWorkDays = EnumSet.complementOf(workDays);}
}

关键点

• 使用 EnumSet.of() 或 EnumSet.range() 快速初始化。

• 适合需要频繁判断成员存在性的场景（如权限校验）。

3.2 EnumMap

键为枚举的优化Map实现：

EnumMap<Day, String> activities = new EnumMap<>(Day.class);
activities.put(Day.MONDAY, "会议");

核心特性

• 数组存储：内部用枚举的 ordinal() 值作为数组索引，访问速度极快。

• 键类型安全：键必须为同一枚举类型，值可以是任意类型。

• 内存高效：无需哈希计算，直接通过下标访问。

应用场景

• 分类存储：如按商品类型存储库存。

• 状态映射：如订单状态对应的处理逻辑。

代码示例

enum LogLevel {INFO, WARN, ERROR
}public class Logger {private static final EnumMap<LogLevel, String> PREFIXES = new EnumMap<>(LogLevel.class);static {PREFIXES.put(LogLevel.INFO, "[INFO] ");PREFIXES.put(LogLevel.WARN, "[WARNING] ");PREFIXES.put(LogLevel.ERROR, "[ERROR] ");}public static void log(LogLevel level, String message) {System.out.println(PREFIXES.get(level) + message);}
}// 使用示例
Logger.log(LogLevel.ERROR, "File not found!"); // 输出: [ERROR] File not found!

关键点

• 初始化时需指定枚举类（new EnumMap<>(LogLevel.class)）。

• 比 HashMap 更高效，尤其在频繁访问的场景。

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4. 应用场景

4.1 状态机

用枚举表示状态及其转换：

public enum OrderStatus {NEW {public OrderStatus next() { return PROCESSING; }},PROCESSING {public OrderStatus next() { return SHIPPED; }},SHIPPED {public OrderStatus next() { return DELIVERED; }},DELIVERED {// 方案1：抛出异常public OrderStatus next() {throw new IllegalStateException("订单已送达，无法继续操作");}// 或方案2：返回自身// public OrderStatus next() { return DELIVERED; }};
;public abstract OrderStatus next();
}

4.2 策略模式

枚举封装不同算法策略：

public enum Calculator {ADD((a, b) -> a + b),SUBTRACT((a, b) -> a - b);private final BinaryOperator<Integer> operation;Calculator(BinaryOperator<Integer> operation) {this.operation = operation;}public int calculate(int a, int b) {return operation.apply(a, b);}
}

// 使用示例
int result = Calculator.ADD.calculate(3, 5); // 8

4.3 错误码管理

统一管理错误码和描述：

public enum ErrorCode {SUCCESS(200, "成功"),NOT_FOUND(404, "资源不存在");private final int code;private final String msg;ErrorCode(int code, String msg) {this.code = code;this.msg = msg;}// Getter方法
}

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5. 新特性与Java 8+结合

Java 8的Lambda和Stream可增强枚举功能：

public enum FileType {TEXT(file -> file.endsWith(".txt")),IMAGE(file -> file.matches(".*\\.(png|jpg)"));private final Predicate<String> validator;FileType(Predicate<String> validator) {this.validator = validator;}public boolean validate(String fileName) {return validator.test(fileName);}
}// 使用示例
boolean isImage = FileType.IMAGE.validate("photo.jpg");

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总结

• 类型安全：避免魔法数字和字符串，增强代码可读性。

• 行为封装：通过抽象方法和接口实现多态。

• 设计模式：单例、策略、状态机等模式的优雅实现。

• 高效工具类：利用EnumSet和EnumMap优化性能。

枚举在需要固定常量集且伴随复杂逻辑时尤其适用，是Java中强大而灵活的特性。