Brett McLaughlin (brett@newInstance.com), 作者/編輯, O'Reilly Media, Inc.
2004 年 11 月 09 日
Tiger 中的一個(gè)重要新特性是枚舉構(gòu)造，它是一種新的類型，允許用常量來(lái)表示特定的數(shù)據(jù)片斷，而且全部都以類型安全的形式來(lái)表示。Tiger 專家、developerWorks 的多產(chǎn)作者 Brett McLaughlin 將解釋枚舉的定義，介紹如何在應(yīng)用程序中運(yùn)用枚舉，以及它為什么能夠讓您拋棄所有舊的 public static final 代碼。
您已經(jīng)知道，Java 代碼的兩個(gè)基本的構(gòu)造塊是 類和 接口。現(xiàn)在 Tiger 又引入了 枚舉，一般簡(jiǎn)稱它為 enum。這個(gè)新類型允許您表示特定的數(shù)據(jù)點(diǎn)，這些數(shù)據(jù)點(diǎn)只接受分配時(shí)預(yù)先定義的值集合。
當(dāng)然，熟練的程序員可以用靜態(tài)常量實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)功能，如清單 1 所示：
清單 1. public static final 的常量
public class OldGrade {
public static final int A = 1;
public static final int B = 2;
public static final int C = 3;
public static final int D = 4;
public static final int F = 5;
public static final int INCOMPLETE = 6;
}
|
說(shuō)明：我要感謝 O'Reilly 媒體公司，該公司允許在本文中使用我撰寫的 Java 1.5 Tiger: A Developer's Notebook一書中“枚舉”這一章中的代碼示例（請(qǐng)參閱 參考資料）。
然后您就可以讓類接受像 OldGrade.B 這樣的常量，但是在這樣做的時(shí)候，請(qǐng)記住這類常量是 Java 中 int 類型的常量，這意味著該方法可以接受任何 int 類型的值，即使它和 OldGrade 中定義的所有級(jí)別都不對(duì)應(yīng)。因此，您需要檢測(cè)上界和下界，在出現(xiàn)無(wú)效值的時(shí)候，可能還要包含一個(gè) IllegalArgumentException 。而且，如果后來(lái)又添加另外一個(gè)級(jí)別（例如 OldGrade.WITHDREW_PASSING ），那么必須改變所有代碼中的上界，才能接受這個(gè)新值。
換句話說(shuō)，在使用這類帶有整型常量的類時(shí)，該解決方案也許可行，但并不是非常有效。幸運(yùn)的是，枚舉提供了更好的方法。
定義枚舉
清單 2 使用了一個(gè)可以提供與清單 1 相似的功能的枚舉：
清單 2. 簡(jiǎn)單的枚舉類型
package com.oreilly.tiger.ch03;
public enum Grade {
A, B, C, D, F, INCOMPLETE
};
|
在這里，我使用了新的關(guān)鍵字 enum ，為 enum 提供了一個(gè)名稱，并指定了允許的值。然后， Grade 就變成了一個(gè) 枚舉類型，您可以按清單 3 所示的方法使用它：
清單 3. 使用枚舉類型
package com.oreilly.tiger.ch03;
public class Student {
private String firstName;
private String lastName;
private Grade grade;
public Student(String firstName, String lastName) {
this.firstName = firstName;
this.lastName = lastName;
}
public void setFirstName(String firstName) {
this.firstName = firstName;
}
public String getFirstName() {
return firstName;
}
public void setLastName(String lastName) {
this.lastName = lastName;
}
public String getLastName() {
return lastName;
}
public String getFullName() {
return new StringBuffer(firstName)
.append(" ")
.append(lastName)
.toString();
}
public void assignGrade(Grade grade) {
this.grade = grade;
}
public Grade getGrade() {
return grade;
}
}
|
用以前定義過(guò)的類型建立一個(gè)新的枚舉（ grade ）之后，您就可以像使用其他成員變量一樣使用它了。當(dāng)然，枚舉只能分配枚舉值中的一個(gè)（例如， A 、 C 或 INCOMPLETE ）。而且，在 assignGrade() 中是沒(méi)有進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)的代碼，也沒(méi)有考慮邊界情況，請(qǐng)注意這是如何做到。
使用枚舉值
迄今為止，您所看到的示例都相當(dāng)簡(jiǎn)單，但是枚舉類型提供的東西遠(yuǎn)不止這些。您可以逐個(gè)遍歷枚舉值，也可以在 switch 語(yǔ)句中使用枚舉值，枚舉是非常有價(jià)值的。
遍歷枚舉值
下面我們用一個(gè)示例顯示如何遍歷枚舉類型的值。清單 4 所示的這項(xiàng)技術(shù)，適用于調(diào)試、快速打印任務(wù)以及把枚舉加載到集合（我很快將談到）中的工具：
清單 4. 遍歷枚舉值
public void listGradeValues(PrintStream out) throws IOException {
for (Grade g : Grade.values()) {
out.println("Allowed value: '" + g + "'");
}
}
|
運(yùn)行這段代碼，將得到清單 5 所示的輸出：
清單 5. 迭代操作的輸出
Allowed Value: 'A'
Allowed Value: 'B'
Allowed Value: 'C'
Allowed Value: 'D'
Allowed Value: 'F'
Allowed Value: 'INCOMPLETE'
|
這里有許多東西。首先，我使用了 Tiger 的新的 for/in 循環(huán)（也叫作 foreach 或 增強(qiáng)的 for ）。另外，您可以看到 values() 方法返回了一個(gè)由獨(dú)立的 Grade 實(shí)例構(gòu)成的數(shù)組，每個(gè)數(shù)組都有一個(gè)枚舉類型的值。換句話說(shuō)， values() 的返回值是 Grade[] 。
在枚舉間切換
能夠在枚舉的值之間移動(dòng)很好，但是更重要的是根據(jù)枚舉的值進(jìn)行決策。您當(dāng)然可以寫一堆 if (grade.equals(Grade.A)) 類型的語(yǔ)句，但那是在浪費(fèi)時(shí)間。Tiger 能夠很方便地把枚舉支持添加到過(guò)去的好東西 switch 語(yǔ)句上，所以它很容易使用，而且適合您已知的內(nèi)容。清單 6 向?qū)⒄故救绾谓鉀Q這個(gè)難題：
清單 6. 在枚舉之間切換
public void testSwitchStatement(PrintStream out) throws IOException {
StringBuffer outputText = new StringBuffer(student1.getFullName());
switch (student1.getGrade()) {
case A:
outputText.append(" excelled with a grade of A");
break;
case B: // fall through to C
case C:
outputText.append(" passed with a grade of ")
.append(student1.getGrade().toString());
break;
case D: // fall through to F
case F:
outputText.append(" failed with a grade of ")
.append(student1.getGrade().toString());
break;
case INCOMPLETE:
outputText.append(" did not complete the class.");
break;
}
out.println(outputText.toString());
}
|
在這里，枚舉值被傳遞到 switch 語(yǔ)句中（請(qǐng)記住， getGrade() 是作為 Grade 的實(shí)例返回的），而每個(gè) case 子句將處理一個(gè)特定的值。該值在提供時(shí)沒(méi)有枚舉前綴，這意味著不用將代碼寫成 case Grade.A ，只需將其寫成 case A 即可。如果您不這么做，編譯器不會(huì)接受有前綴的值。
現(xiàn)在，您應(yīng)該已經(jīng)了解使用
switch 語(yǔ)句時(shí)的基本語(yǔ)法，但是還有一些事情您需要知道。
在使用 switch 之前進(jìn)行計(jì)劃
正如您所期待的，在使用枚舉和 switch 時(shí)，您可以使用 default 語(yǔ)句。清單 7 顯示了這個(gè)用法:
清單 7. 添加一個(gè) default 塊
public void testSwitchStatement(PrintStream out) throws IOException {
StringBuffer outputText = new StringBuffer(student1.getFullName());
switch (student1.getGrade()) {
case A:
outputText.append(" excelled with a grade of A");
break;
case B: // fall through to C
case C:
outputText.append(" passed with a grade of ")
.append(student1.getGrade().toString());
break;
case D: // fall through to F
case F:
outputText.append(" failed with a grade of ")
.append(student1.getGrade().toString());
break;
case INCOMPLETE:
outputText.append(" did not complete the class.");
break;
default:
outputText.append(" has a grade of ")
.append(student1.getGrade().toString());
break;
}
out.println(outputText.toString());
}
|
研究以上代碼可以看出，任何沒(méi)有被 case 語(yǔ)句處理的枚舉值都會(huì)被 default 語(yǔ)句處理。這項(xiàng)技術(shù)您應(yīng)當(dāng) 堅(jiān)持采用。原因是：假設(shè) Grade 枚舉被您的小組中其他程序員修改（而且他忘記告訴您這件事）成清單 8 所示的版本：
清單 8. 給 Grade 枚舉添加一個(gè)值
package com.oreilly.tiger.ch03;
public enum Grade {
A, B, C, D, F, INCOMPLETE
,
WITHDREW_PASSING, WITHDREW_FAILING
};
|
現(xiàn)在，如果使用清單 6 的代碼所示的新版 Grade ，那么這兩個(gè)新值會(huì)被忽略。更糟的是，您甚至看不到錯(cuò)誤！在這種情況下，存在某種能夠通用的 default 語(yǔ)句是非常重要的。清單 7 無(wú)法很好地處理這些值，但是它會(huì)提示您還有其他值，您需要處理這些值。一旦完成處理，您就會(huì)有一個(gè)繼續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用程序，而且它不會(huì)忽略這些值，甚至還會(huì)指導(dǎo)您下一步的動(dòng)作。所以這是一個(gè)良好的編碼習(xí)慣。
枚舉和集合
您所熟悉的使用 public static final 方法進(jìn)行編碼的那些東西，可能已經(jīng)轉(zhuǎn)而采用枚舉的值作為映射的鍵。如果您不知道其中的含義，請(qǐng)參見(jiàn)清單 9，它是一個(gè)公共錯(cuò)誤信息的示例，在使用 Ant 的 build 文件時(shí)，可能會(huì)彈出這樣的消息，如下所示：
清單 9. Ant 狀態(tài)碼
package com.oreilly.tiger.ch03;
public enum AntStatus {
INITIALIZING,
COMPILING,
COPYING,
JARRING,
ZIPPING,
DONE,
ERROR
}
|
為每個(gè)狀態(tài)碼分配一些人們能讀懂的錯(cuò)誤信息，從而允許人們?cè)?Ant 提供某個(gè)代碼時(shí)查找合適的錯(cuò)誤信息，將這些信息顯示在控制臺(tái)上。這是 映射（Map） 的一個(gè)絕好用例，在這里，每個(gè) 映射（Map） 的鍵都是一個(gè)枚舉值，而每個(gè)值都是鍵的錯(cuò)誤信息。清單 10 演示了該映射的工作方式：
清單 10. 枚舉的映射（Map）
public void testEnumMap(PrintStream out) throws IOException {
// Create a map with the key and a String message
EnumMap<AntStatus, String> antMessages =
new EnumMap<AntStatus, String>(AntStatus.class);
// Initialize the map
antMessages.put(AntStatus.INITIALIZING, "Initializing Ant...");
antMessages.put(AntStatus.COMPILING, "Compiling Java classes...");
antMessages.put(AntStatus.COPYING, "Copying files...");
antMessages.put(AntStatus.JARRING, "JARring up files...");
antMessages.put(AntStatus.ZIPPING, "ZIPping up files...");
antMessages.put(AntStatus.DONE, "Build complete.");
antMessages.put(AntStatus.ERROR, "Error occurred.");
// Iterate and print messages
for (AntStatus status : AntStatus.values() ) {
out.println("For status " + status + ", message is: " +
antMessages.get(status));
}
}
|
該代碼使用了泛型（generics）（請(qǐng)參閱 參考資料）和新的 EnumMap 構(gòu)造來(lái)建立新映射。而且，枚舉值是通過(guò)其 Class 對(duì)象提供的，同時(shí)提供的還有映射值的類型（在該例中，它只是一個(gè)簡(jiǎn)單的字符串）。該方法的輸出如清單 11 所示：
 |
枚舉的 Class 對(duì)象？
您可能已經(jīng)注意到，清單 10 中的示例代碼實(shí)際上表明 Tiger 把枚舉當(dāng)作類，這可以從 AntStatus 的 Class 對(duì)象那里得到證明，該對(duì)象不僅可用，而且正被實(shí)際使用。這是真的。歸根到底, Tiger 還是把枚舉看成是特殊的類類型。有關(guān)枚舉的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，請(qǐng)參閱 Java 5.0 Tiger: A Developer's Notebook的第三章（請(qǐng)參閱 參考資料）。
|
|
清單 11. 清單 10 的輸出
[echo] Running AntStatusTester...
[java] For status INITIALIZING, message is: Initializing Ant...
[java] For status COMPILING, message is: Compiling Java classes...
[java] For status COPYING, message is: Copying files...
[java] For status JARRING, message is: JARring up files...
[java] For status ZIPPING, message is: ZIPping up files...
[java] For status DONE, message is: Build complete.
[java] For status ERROR, message is: Error occurred.
|
更進(jìn)一步
枚舉也可以與集合結(jié)合使用，而且非常像新的 EnumMap 構(gòu)造，Tiger 提供了一套新的 EnumSet 實(shí)現(xiàn)，允許您使用位操作符。另外，可以為枚舉添加方法，用它們實(shí)現(xiàn)接口，定義叫作 特定值的類的實(shí)體，在該實(shí)體中，特定的代碼被附加到枚舉的具體值上。這些特性超出了本文的范圍，但是在其他地方，有詳細(xì)介紹它們的文檔（請(qǐng)參閱 參考資料）。
使用枚舉，但是不要濫用
學(xué)習(xí)任何新版語(yǔ)言的一個(gè)危險(xiǎn)就是瘋狂使用新的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)。如果這樣做，那么您的代碼就會(huì)突然之間有 80% 是泛型、標(biāo)注和枚舉。所以，應(yīng)當(dāng)只在適合使用枚舉的地方才使用它。那么，枚舉在什么地方適用呢？一條普遍規(guī)則是，任何使用常量的地方，例如目前用 switch 代碼切換常量的地方。如果只有單獨(dú)一個(gè)值（例如，鞋的最大尺寸，或者籠子中能裝猴子的最大數(shù)目），則還是把這個(gè)任務(wù)留給常量吧。但是，如果定義了一組值，而這些值中的任何一個(gè)都可以用于特定的數(shù)據(jù)類型，那么將枚舉用在這個(gè)地方最適合不過(guò)。