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怎么使用Java枚举提高工作效率

发布时间:2021-09-15 16:46:31 来源:亿速云 阅读:153 作者:小新 栏目:开发技术

这篇文章主要为大家展示了“怎么使用Java枚举提高工作效率”,内容简而易懂,条理清晰,希望能够帮助大家解决疑惑,下面让小编带领大家一起研究并学习一下“怎么使用Java枚举提高工作效率”这篇文章吧。

    1.概览

    在本文中,我们将看到什么是 Java 枚举,它们解决了哪些问题以及如何在实践中使用  Java 枚举实现一些设计模式。

    enum关键字在 java5 中引入,表示一种特殊类型的类,其总是继承java.lang.Enum类,更多内容可以自行查看其官方文档。

    枚举在很多时候会和常量拿来对比,可能因为本身我们大量实际使用枚举的地方就是为了替代常量。那么这种方式由什么优势呢?

    以这种方式定义的常量使代码更具可读性,允许进行编译时检查,预先记录可接受值的列表,并避免由于传入无效值而引起的意外行为。

    下面示例定义一个简单的枚举类型 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; }

    简单来说,我们通过上面的代码避免了定义常量,我们将所有和 pizza 订单的状态的常量都统一放到了一个枚举类型里面。

    System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name());//ORDERED System.out.println(PizzaStatus.ORDERED);//ORDERED System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.name().getClass());//class java.lang.String System.out.println(PizzaStatus.ORDERED.getClass());//class shuang.kou.enumdemo.enumtest.PizzaStatus

    2.自定义枚举方法

    现在我们对枚举是什么以及如何使用它们有了基本的了解,让我们通过在枚举上定义一些额外的API方法,将上一个示例提升到一个新的水平:

    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.使用 == 比较枚举类型

    由于枚举类型确保JVM中仅存在一个常量实例,因此我们可以安全地使用“ ==”运算符比较两个变量,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,让我们看一下以下代码段中的运行时安全性,其中“ ==”运算符用于比较状态,并且如果两个值均为null 都不会引发 NullPointerException。相反,如果使用equals方法,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,我们看另一个示例,两个不同枚举类型进行比较,使用equal方法比较结果确定为true,因为getStatus方法的枚举值与另一个类型枚举值一致,但逻辑上应该为false。这个问题可以使用==操作符避免。因为编译器会表示类型不兼容错误:

    if(testPz.getStatus().equals(TestColor.GREEN)); if(testPz.getStatus() == TestColor.GREEN);

    4.在 switch 语句中使用枚举类型

    public int getDeliveryTimeInDays() {     switch (status) {         case ORDERED: return5;         case READY: return2;         case DELIVERED: return0;     }     return0; }

    5.枚举类型的属性,方法和构造函数

    你可以通过在枚举类型中定义属性,方法和构造函数让它变得更加强大。

    下面,让我们扩展上面的示例,实现从比萨的一个阶段到另一个阶段的过渡,并了解如何摆脱之前使用的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. }

    下面这段代码展示它是如何 work 的:

    @Test public 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,由于使用了内部位向量表示,因此它是特定 Enum 常量集的非常有效且紧凑的表示形式。

    它提供了类型安全的替代方法,以替代传统的基于int的“位标志”,使我们能够编写更易读和易于维护的简洁代码。

    EnumSet 是抽象类,其有两个实现:RegularEnumSet 、JumboEnumSet,选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集合操作(如:取子集、增加、删除、containsAll和removeAll批操作)使用EnumSet非常合适;如果需要迭代所有可能的常量则使用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. }

    下面的测试演示了展示了 EnumSet 在某些场景下的强大功能:

    @Test public 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,并且在内部表示为一个数组:

    EnumMap<Pizza.PizzaStatus, Pizza> map;

    让我们快速看一个真实的示例,该示例演示如何在实践中使用它:

    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; }

    下面的测试演示了展示了 EnumMap 在某些场景下的强大功能:

    @Test public 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,使用类实现 Singleton 模式并非易事,枚举提供了一种实现单例的简便方法。

    《Effective Java 》和《Java与模式》都非常推荐这种方式,使用这种方式方式实现枚举可以有什么好处呢?

    《Effective Java》


    这种方法在功能上与公有域方法相近,但是它更加简洁,无偿提供了序列化机制,绝对防止多次实例化,即使是在面对复杂序列化或者反射攻击的时候。虽然这种方法还没有广泛采用,但是单元素的枚举类型已经成为实现 Singleton的最佳方法。—-《Effective Java 中文版 第二版》

    《Java与模式》


    《Java与模式》中,作者这样写道,使用枚举来实现单实例控制会更加简洁,而且无偿地提供了序列化机制,并由JVM从根本上提供保障,绝对防止多次实例化,是更简洁、高效、安全的实现单例的方式。

    下面的代码段显示了如何使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;     } }

    如何使用呢?请看下面的代码:

    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。

    这也就意味着添加新策略意味着添加新的实现类。使用枚举,可以轻松完成此任务,添加新的实现意味着只定义具有某个实现的另一个实例。

    下面的代码段显示了如何使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增加下面的方法:

    public void deliver() {     if (isDeliverable()) {         PizzaDeliverySystemConfiguration.getInstance().getDeliveryStrategy()           .deliver(this);         this.setStatus(PizzaStatus.DELIVERED);     } }

    如何使用呢?请看下面的代码:

    @Test public 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 类可以用Java 8重写,您可以看到方法 lambda 和Stream API如何使 getAllUndeliveredPizzas()和

    groupPizzaByStatus()方法变得如此简洁:

    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

    使用Jackson库,可以将枚举类型的JSON表示为POJO。下面的代码段显示了可以用于同一目的的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;     } }

    我们可以按如下方式使用 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展示:

    {   "status" : {     "timeToDelivery" : 2,     "ready" : true,     "ordered" : false,     "delivered" : false   },   "deliverable" : true }

    有关枚举类型的JSON序列化/反序列化(包括自定义)的更多信息,请参阅Jackson-将枚举序列化为JSON对象。

    10.总结

    本文我们讨论了Java枚举类型,从基础知识到高级应用以及实际应用场景,让我们感受到枚举的强大功能。

    11. 补充

    我们在上面讲到了,我们可以通过在枚举类型中定义属性,方法和构造函数让它变得更加强大。

    下面我通过一个实际的例子展示一下,当我们调用短信验证码的时候可能有几种不同的用途,我们在下面这样定义:

    publicenum PinType {     REGISTER(100000, "注册使用"),     FORGET_PASSWORD(100001, "忘记密码使用"),     UPDATE_PHONE_NUMBER(100002, "更新手机号码使用");     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 + '\'' +                 '}';     } }

    实际使用:

    System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getCode()); System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.getMessage()); System.out.println(PinType.FORGET_PASSWORD.toString());

    Output:

    100001
    忘记密码使用
    PinType{code=100001, message='忘记密码使用'}

    这样的话,在实际使用起来就会非常灵活方便!

    以上是“怎么使用Java枚举提高工作效率”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注亿速云行业资讯频道!

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