你一定需要知道的高階JAVA枚舉特性！

  • 2021 年 1 月 13 日
  • 筆記

JAVA枚舉，比你想像中還要有用！

我經常發現自己在Java中使用枚舉來表示某個對象的一組潛在值。

在編譯時確定類型可以具有什麼值的能力是一種強大的能力，它為程式碼提供了結構和意義。

當我第一次了解枚舉時，當時我認為它們只是一個為常量命名的工具，可以很容易地被靜態常量字元串ENUM_VAL_NAME所取代。

後來我發現我錯了。事實證明，Java枚舉具有相當高級的特性，可以使程式碼乾淨、不易出錯，功能強大。

讓我們一起來看看Java中的一些高級枚舉特性，以及如何利用這些特性使程式碼更簡單、更可讀。

枚舉是類！

在Java中，枚舉是Object的一個子類。讓我們看看所有枚舉的基類，Enum（為簡潔起見進行了修改）。


public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
    implements Constable, Comparable<E>, Serializable {
  private final String name;
  
  public final String name() {
      return name;
  }
  
  private final int ordinal;
  
  public final int ordinal() {
      return ordinal;
  }
  
  protected Enum(String name, int ordinal) {
      this.name = name;
      this.ordinal = ordinal;
  }
  
  public String toString() {
      return name;
  }
  
  public final boolean equals(Object other) {
      return this==other;
  }
  
  public final int hashCode() {
      return super.hashCode();
  }
  
  public final int compareTo(E o) {
      Enum<?> other = (Enum<?>)o;
      Enum<E> self = this;
      if (self.getClass() != other.getClass() && // optimization
          self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
          throw new ClassCastException();
      return self.ordinal - other.ordinal;
  }
}

我們可以看到，這基本上只是一個常規的抽象類，有兩個欄位，name和ordinal。

所以說枚舉都是類，所以它們具有常規類的許多特性。

我們能夠為枚舉提供實例方法、構造函數和欄位。我們可以重寫toString（），但不能重寫hashCode（）或equals（Object other）。

接下來我們看下我們的枚舉示例，Operation

  enum Operation {
    ADD,
    SUBTRACT,
    MULTIPLY
  }

這個枚舉表示一個Operation可以對兩個值執行，並將生成一個結果。關於如何實現此功能，您最初的想法可能是使用switch語句，如下所示：

  public int apply(Operation operation, int arg1, int arg2) {
    switch(operation) {
      case ADD:
        return arg1 + arg2;
      case SUBTRACT:
        return arg1 - arg2;
      case MULTIPLY:
        return arg1 * arg2;
      default:
        throw new UnsupportedOperationException();
  }
}

當然，這樣子會有一些問題。

第一個問題是，如果我們將一個新操作添加到我們的枚舉Operation中，編譯器不會通知我們這個開關不能正確處理新操作。

更糟糕的是，如果一個懶惰的開發人員在另一個類中複製或重新編寫這些程式碼，我們可能無法更新它。

第二個問題是默認情況default，每段程式裡面都是必需的，儘管我們知道在正確的程式碼里它永遠不會發生。

這是因為Java編譯器知道上面的第一個問題，並且希望確保我們能夠處理在不知情的情況下向Operation中添加了新枚舉。

還好，Java8用函數式編程為我們提供了一個乾淨的解決方案。

函數枚舉實現

因為枚舉是類，所以我們可以創建一個枚舉欄位來保存執行操作的函數。

但是在我們找到解決方案之前，讓我們先來看看一些重構。

首先，讓我們把開關放在enum類中。

  
enum Operation {
  ADD,
  SUBTRACT,
  MULTIPLY;
  
  public static int apply(Operation operation, int arg1, int arg2) {
    switch(operation) {
      case ADD:
        return arg1 + arg2;
      case SUBTRACT:
        return arg1 - arg2;
      case MULTIPLY:
        return arg1 * arg2;
      default:
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
  }
}

我們可以這樣做：Operation.apply(Operation.ADD, 2, 3);

因為我們現在從Operation中調用方法，所以我們可以將其更改為實例方法並使用this，而不是用Operation.apply（）來實現，如下所示：

public int apply(int arg1, int arg2) {
  switch(this) {
    case ADD:
      return arg1 + arg2;
    case SUBTRACT:
      return arg1 - arg2;
    case MULTIPLY:
      return arg1 * arg2;
    default:
      throw new UnsupportedOperationException();
  }
}

像這樣使用：Operation.ADD.apply(2, 3);

看起來變好了。現在讓我們更進一步，通過使用函數式編程完全消除switch語句。

enum Operation {
              ADD((x, y) -> x + y),
              SUBTRACT((x, y) -> x - y),
              MULTIPLY((x, y) -> x * y);
  
              Operation(BiFunction<Integer, Integer, Integer> operation) {
                      this.operation = operation;
              }
  
              private final BiFunction<Integer, Integer, Integer> operation;
  
              public int apply(int x, int y) {
                      return operation.apply(x, y);
              }
  
  }

這裡我做的是：

  • 添加了一個欄位 BiFunction<Integer, Integer, Integer> operation
  • 用BiFunction創建了用於Operation的構造函數。
  • 調用枚舉定義中的構造函數，並用lambda指定BiFunction<Integer, Integer, Integer>。

這個java.util.function.BiFunction operation欄位是對採用兩個參數的函數（方法）的引用。

在我們的例子中，兩個參數都是int型，返回值也是int型。不幸的是，Java參數化類型不支援原語，所以我們必須使用Integer。

因為BiFunction是用@functioninterface注釋的，所以我們可以使用Lambda表示法定義一個。

因為我們的函數接受兩個參數，所以我們可以使用（x，y）來指定它們。

然後我們定義了一個單行方法，它使用 ->x+y 返回一個值。這相當於下面的方法，只是更簡潔而已。

  class Adder implements BiFunction<Integer, Integer, Integer> {
          @Override
          public Integer apply(Integer x, Integer y) {
                  return x + y;
    }
  }

我們的新Operation實現採用相同的方式：Operation.ADD.apply(2, 3);.

但是，這種實現更好，因為編譯器會告訴我們何時添加了新Operation，這要求我們更新新函數。如果沒有這一點，如果我們在添加新Operation時還不記得更新switch語句，就有可能得到UnsupportedOperationException（）。

關鍵要點

  • Enum枚舉是Enum的擴展類。

  • Enum枚舉可以有欄位、構造函數和實例方法。

  • Enum枚舉欄位可以存儲函數。與lambdas配合使用，可以創建乾淨、安全的特定於枚舉的函數實現，並在編譯時強制執行它們（而不是使用switch）。

下面是這個示例的GitHub地址。（//github.com/alex-power/java-enum-example）

本文參考：//medium.com/javarevisited/advanced-java-enum-features-you-need-to-know-b516a191c7e2

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