本系列文章經補充和完善，已修訂整理成書《Java程式設計的邏輯》（馬俊昌著），由機械工業出版社華章分社出版，於2018年1月上市熱銷，讀者好評如潮！各大網店和書店有售，歡迎購買：京東自營連結
前面系列，我們介紹了Java中表示和運算元據的基本資料型別、類和介面，本節探討Java中的列舉型別。
所謂列舉，是一種特殊的資料，它的取值是有限的，可以列舉出來的，比如說一年就是有四季、一週有七天，雖然使用類也可以處理這種資料，但列舉型別更為簡潔、安全和方便。
下面我們就來介紹列舉的使用，同時介紹其實現原理。
基礎
基本用法
定義和使用基本的列舉是比較簡單的，我們來看個例子，為表示衣服的尺寸，我們定義一個列舉型別Size，包括三個尺寸，小/中/大，程式碼如下：
public enum Size {
SMALL, MEDIUM, LARGE
}
複製程式碼列舉使用enum這個關鍵字來定義，Size包括三個值，分別表示小、中、大，值一般是大寫的字母，多個值之間以逗號分隔。列舉型別可以定義為一個單獨的檔案，也可以定義在其他類內部。
可以這樣使用Size：
Size size = Size.MEDIUM
複製程式碼Size size宣告瞭一個變數size，它的型別是Size，size=Size.MEDIUM將列舉值MEDIUM賦值給size變數。
列舉變數的toString方法返回其字面值，所有列舉型別也都有一個name()方法，返回值與toString()一樣，例如:
Size size = Size.SMALL;
System.out.println(size.toString());
System.out.println(size.name());
複製程式碼輸出都是SMALL。
列舉變數可以使用equals和==進行比較，結果是一樣的，例如：
Size size = Size.SMALL;
System.out.println(size==Size.SMALL);
System.out.println(size.equals(Size.SMALL));
System.out.println(size==Size.MEDIUM);
複製程式碼上面程式碼的輸出結果為三行，分別是true, true, false。
列舉值是有順序的，可以比較大小。列舉型別都有一個方法int ordinal()，表示列舉值在宣告時的順序，從0開始，例如，如下程式碼輸出為1：
Size size = Size.MEDIUM;
System.out.println(size.ordinal());
複製程式碼另外，列舉型別都實現了Java API中的Comparable介面，都可以通過方法compareTo與其他列舉值進行比較，比較其實就是比較ordinal的大小，例如，如下程式碼輸出為-1，表示SMALL小於MEDIUM：
Size size = Size.SMALL;
System.out.println(size.compareTo(Size.MEDIUM));
複製程式碼列舉變數可以用於和其他型別變數一樣的地方，如方法引數、類變數、例項變數等，列舉還可以用於switch語句，程式碼如下所示：
static void onChosen(Size size){
switch(size){
case SMALL:
System.out.println("chosen small"); break;
case MEDIUM:
System.out.println("chosen medium"); break;
case LARGE:
System.out.println("chosen large"); break;
}
}
複製程式碼在switch語句內部，列舉值不能帶列舉型別字首，例如，直接使用SMALL，不能使用Size.SMALL。
列舉型別都有一個靜態的valueOf(String)方法，可以返回字串對應的列舉值，例如，以下程式碼輸出為true：
System.out.println(Size.SMALL==Size.valueOf("SMALL"));
複製程式碼列舉型別也都有一個靜態的values方法，返回一個包括所有列舉值的陣列，順序與宣告時的順序一致，例如：
for(Size size : Size.values()){
System.out.println(size);
}
複製程式碼螢幕輸出為三行，分別是SMALL, MEDIUM, LARGE。
列舉的好處
Java是從JDK 5才開始支援列舉的，在此之前，一般是在類中定義靜態整形變數來實現類似功能，程式碼如下所示：
class Size {
public static final int SMALL = 0;
public static final int MEDIUM = 1;
public static final int LARGE = 2;
}
複製程式碼列舉的好處是比較明顯的：
- 定義列舉的語法更為簡潔。
- 列舉更為安全，一個列舉型別的變數，它的值要麼為null，要麼為列舉值之一，不可能為其他值，但使用整形變數，它的值就沒有辦法強制，值可能就是無效的。
- 列舉型別自帶很多便利方法(如values, valueOf, toString等)，易於使用。
基本實現原理
列舉型別實際上會被Java編譯器轉換為一個對應的類，這個類繼承了Java API中的java.lang.Enum類。
Enum類有兩個例項變數name和ordinal，在構造方法中需要傳遞，name(), toString(), ordinal(), compareTo(), equals()方法都是由Enum類根據其例項變數name和ordinal實現的。
values和valueOf方法是編譯器給每個列舉型別自動新增的，上面的列舉型別Size轉換後的普通類的程式碼大概如下所示：
public final class Size extends Enum<Size> {
public static final Size SMALL = new Size("SMALL",0);
public static final Size MEDIUM = new Size("MEDIUM",1);
public static final Size LARGE = new Size("LARGE",2);
private static Size[] VALUES =
new Size[]{SMALL,MEDIUM,LARGE};
private Size(String name, int ordinal){
super(name, ordinal);
}
public static Size[] values(){
Size[] values = new Size[VALUES.length];
System.arraycopy(VALUES, 0,
values, 0, VALUES.length);
return values;
}
public static Size valueOf(String name){
return Enum.valueOf(Size.class, name);
}
}
複製程式碼解釋幾點：
- Size是final的，不能被繼承，Enum表示父類，是泛型寫法，我們後續文章介紹，此處可以忽略。
- Size有一個私有的構造方法，接受name和ordinal，傳遞給父類，私有表示不能在外部建立新的例項。
- 三個列舉值實際上是三個靜態變數，也是final的，不能被修改。
- values方法是編譯器新增的，內部有一個values陣列保持所有列舉值。
- valueOf方法呼叫的是父類的方法，額外傳遞了引數Size.class，表示類的型別資訊，型別資訊我們後續文章介紹，父類實際上是回過頭來呼叫values方法，根據name對比得到對應的列舉值的。
一般列舉變數會被轉換為對應的類變數，在switch語句中，列舉值會被轉換為其對應的ordinal值。
可以看出，列舉型別本質上也是類，但由於編譯器自動做了很多事情，它的使用也就更為簡潔、安全和方便。
典型場景
用法
以上列舉用法是最簡單的，實際中列舉經常會有關聯的例項變數和方法，比如說，上面的Size例子，每個列舉值可能有關聯的縮寫和中文名稱，可能需要靜態方法根據縮寫返回對應的列舉值，修改後的Size程式碼如下所示：
public enum Size {
SMALL("S","小號"),
MEDIUM("M","中號"),
LARGE("L","大號");
private String abbr;
private String title;
private Size(String abbr, String title){
this.abbr = abbr;
this.title = title;
}
public String getAbbr() {
return abbr;
}
public String getTitle() {
return title;
}
public static Size fromAbbr(String abbr){
for(Size size : Size.values()){
if(size.getAbbr().equals(abbr)){
return size;
}
}
return null;
}
}
複製程式碼以上程式碼定義了兩個例項變數abbr和title，以及對應的get方法，分別表示縮寫和中文名稱，定義了一個私有構造方法，接受縮寫和中文名稱，每個列舉值在定義的時候都傳遞了對應的值，同時定義了一個靜態方法fromAbbr根據縮寫返回對應的列舉值。
需要說明的是，列舉值的定義需要放在最上面，列舉值寫完之後，要以分號(;)結尾，然後才能寫其他程式碼。
這個列舉定義的使用與其他類類似，比如說：
Size s = Size.MEDIUM;
System.out.println(s.getAbbr());
s = Size.fromAbbr("L");
System.out.println(s.getTitle());
複製程式碼以上程式碼分別輸出: M, 大號
實現原理
加了例項變數和方法後，列舉轉換後的類與上面的類似，只是增加了對應的變數和方法，修改了構造方法，程式碼不同之處大概如下所示：
public final class Size extends Enum<Size> {
public static final Size SMALL =
new Size("SMALL",0, "S", "小號");
public static final Size MEDIUM =
new Size("MEDIUM",1,"M","中號");
public static final Size LARGE =
new Size("LARGE",2,"L","大號");
private String abbr;
private String title;
private Size(String name, int ordinal,
String abbr, String title){
super(name, ordinal);
this.abbr = abbr;
this.title = title;
}
//... 其他程式碼
}
複製程式碼說明
每個列舉值經常有一個關聯的標示(id)，通常用int整數表示，使用整數可以節約儲存空間，減少網路傳輸。一個自然的想法是使用列舉中自帶的ordinal值，但ordinal並不是一個好的選擇。
為什麼呢？因為ordinal的值會隨著列舉值在定義中的位置變化而變化，但一般來說，我們希望id值和列舉值的關係保持不變，尤其是表示列舉值的id已經儲存在了很多地方的時候。
比如說，上面的Size例子，Size.SMALL的ordinal的值為0，我們希望0表示的就是Size.SMALL的，但如果我們增加一個表示超小的值XSMALL呢？
public enum Size {
XSMALL, SMALL, MEDIUM, LARGE
}
複製程式碼這時，0就表示XSMALL了。
所以，一般是增加一個例項變數表示id，使用例項變數的另一個好處是，id可以自己定義。比如說，Size例子可以寫為：
public enum Size {
XSMALL(10), SMALL(20), MEDIUM(30), LARGE(40);
private int id;
private Size(int id){
this.id = id;
}
public int getId() {
return id;
}
}
複製程式碼高階用法
列舉還有一些高階用法，比如說，每個列舉值可以有關聯的類定義體，列舉型別可以宣告抽象方法，每個列舉值中可以實現該方法，也可以重寫列舉型別的其他方法。
比如說，我們看改後的Size程式碼（這個程式碼實際意義不大，主要展示語法）：
public enum Size {
SMALL {
@Override
public void onChosen() {
System.out.println("chosen small");
}
},MEDIUM {
@Override
public void onChosen() {
System.out.println("chosen medium");
}
},LARGE {
@Override
public void onChosen() {
System.out.println("chosen large");
}
};
public abstract void onChosen();
}
複製程式碼Size列舉型別定義了onChosen抽象方法，表示選擇了該尺寸後執行的程式碼，每個列舉值後面都有一個類定義體{}，都重寫了onChosen方法。
這種寫法有什麼好處呢？如果每個或部分列舉值有一些特定的行為，使用這種寫法比較簡潔。對於這個例子，上面我們介紹了其對應的switch語句，在switch語句中根據size的值執行不同的程式碼。
switch的缺陷是，定義swich的程式碼和定義列舉型別的程式碼可能不在一起，如果新增了列舉值，應該需要同樣修改switch程式碼，但可能會忘記，而如果使用抽象方法，則不可能忘記，在定義列舉值的同時，編譯器會強迫同時定義相關行為程式碼。所以，如果行為程式碼和列舉值是密切相關的，使用以上寫法可以更為簡潔、安全、容易維護。
這種寫法內部是怎麼實現的呢？每個列舉值都會生成一個類，這個類繼承了列舉型別對應的類，然後再加上值特定的類定義體程式碼，列舉值會變成這個子類的物件，具體程式碼我們就不贅述了。
列舉還有一些其他高階用法，比如說，列舉可以實現介面，也可以在介面中定義列舉，使用相對較少，本文就不介紹了。
小結
本節介紹了列舉型別，介紹了基礎用法、典型場景及高階用法，不僅介紹瞭如何使用，還介紹了實現原理，對於列舉型別的資料，雖然直接使用類也可以處理，但列舉型別更為簡潔、安全和方便。
我們之前提到過異常，但並未深入討論，讓我們下節來探討。
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