Java枚舉(Enum)類型原理探求

Enum枚舉類型

Enum的全寫是Enumeration，這個詞的翻譯是列舉、逐條陳述、細(xì)目。在程序語言中，枚舉類型是一種特殊的數(shù)據(jù)類型（常用的數(shù)據(jù)類型比如字符串、整型），這種數(shù)據(jù)類型的變量值限定在固定的范圍， 比如季節(jié)只有春夏秋冬，月份是12個。

Java中的枚舉

枚舉前時代

在Java語言中， 枚舉類型從JDK1.5才開始提供。在這之前使用接口靜態(tài)常量來實現(xiàn)相關(guān)功能（也可以是類靜態(tài)常量），以季節(jié)為例：

在不使用枚舉類之前，一般使用接口靜態(tài)常量實現(xiàn)。比如：

public interface Season {
    public static final int SPRING = 1;
    public static final int SUMMER = 2;
    public static final int AUTUMN = 3;
    public static final int WINTER = 4;
}

使用JUnit使用測試如下：

@Test
public void noEnum() {
  int i = 1;
  Assert.assertTrue(Season.SPRING==i);
}

使用接口靜態(tài)常量的方式比較難限定變量的范圍，而且定義繁瑣，功能也很有限，于是在Java 1.5 中定義了一個枚舉類型：java.lang.Enum。

Java枚舉的定義

類似類（class）和接口（interface）的定義，Java提供enum關(guān)鍵字用來定義枚舉類，在IDEA中創(chuàng)建枚舉類的菜單如下：

同樣定義一個季節(jié)的枚舉類， 代碼可以簡潔如下：

package cn.osxm.jcodef.func.base;
public enum SeasonEnum {
    SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER
}

在枚舉類中直接列出常量，常量遵循全部大寫的規(guī)則。在上面的枚舉類示例代碼中，SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER 是SeasonEnum的成員。

• 枚舉成員默認(rèn)是final、public、static （所以可以使用SeasonEnum.SPRING方式調(diào)用枚舉成員）
• 每一個枚舉類型成員都可以看作是枚舉類的實例 （SeasonEnum.SPRING的類型也是SeasonEnum）

在JUnit使用測試如下：

    @Test
    public void enumBase() {
        SeasonEnum season = SeasonEnum.SPRING;
        Assert.assertTrue(season.equals(SeasonEnum.SPRING));
    }

Java 枚舉類的特性

Java枚舉類的特性有：

• 枚舉可以實現(xiàn)接口，但不能繼承接口，也不能被繼承。
• 枚舉類是final的，所以不能繼承。
• 枚舉類的構(gòu)造方法是私有的
• 枚舉成員是靜態(tài)、final和public
• 枚舉成員是枚舉類的實例

但是從上面SeasonEnum枚舉類的定義來看，完全看不出這些特性，這些特性是怎么來的呢？ 請看下面的原理探求。

Java枚舉類實現(xiàn)的原理探求

ava枚舉類型的奧秘就在編譯階段，枚舉類在編譯后會生成了一個擴(kuò)展java.lang.Enum的類。這個可以通過JDK自帶的javap工具來反編譯生成的.class文件。對上面的生成的SeasonEnum.class文件進(jìn)行反編譯，因為這個文件的包路徑是cn\osxm\jcodef\func\base，所以在命令行使用如下命令：

javap -p cn\osxm\jcodef\func\base\SeasonEnum.class

• -p參數(shù)的意思是反編譯代碼中包含私有的方法， p是private的意思。

從控制臺輸出的反編譯后的源碼可以看出：

• 自定義的枚舉類會自動繼承java.lang.Enum類
• 每個成員變量都會被轉(zhuǎn)換為 private static final的枚舉類型的實例
• 自動添加private的構(gòu)造函數(shù)
  從反編譯后的源碼就不難理解Enum的特性了。

注意： 使用專門的Java反編譯工具，比如JD GUI、luyten等對Eumn進(jìn)行反編譯的效果接近源碼的效果，無法看到繼承等特性，JD-GUI反編譯的效果和源碼時一致的，這也說明使用JD GUI來進(jìn)行實際的反編譯還是不錯的。