反編譯理解java枚舉類型

時間 2019-11-07

標籤編譯理解 java 枚舉類型欄目 Java 简体版

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1.什麼是枚舉類型

枚舉類型：就是由一組具備名的值的有限集合組成新的類型。(即新的類)。android

好像仍是不懂，別急，我們先來看一下 爲何要引入枚舉類型數組

在沒有引入枚舉類型前，當咱們想要維護一組常量集合時，咱們是這樣作的，看下面的例子：安全

class FavouriteColor_class{    public static final  int RED   = 1;    public static final  int BLACK = 3;    public static final  int GREEN = 2;    public static final  int BLUE  = 4;    public static final  int WHITE = 5;    public static final  int BROWN = 6;}複製代碼

當咱們有枚舉類型後，即可以簡寫成：bash

//枚舉類型public enum FavouriteColor {    //枚舉成員    RED,GREEN,BLACK,BLUE,WHITE,BROWN}複製代碼

是否是很簡單，很清晰。這樣就能夠省掉大量重複的代碼，使得代碼更加易於維護。cookie

如今有點明白枚舉類型的定義了吧！在說的再仔細一點，就是 使用關鍵字enum來用一組由常量組成的有限集合來建立一個新的class類。至於新的class類型，請繼續往下看。app

2、深刻分析枚舉的特性與實現原理

上面僅僅簡單地介紹了枚舉類型的最簡單的用法，下面咱們將逐步深刻，掌握枚舉類型的複雜的用法，以及其原理。ide

1. 枚舉成員

上面的枚舉類FavouriteColor裏面的成員便都是枚舉成員，換句話說，枚舉成員就是枚舉類中，沒有任何類型修飾，只有變量名，也不能賦值的成員。性能

到這裏仍是對枚舉成員很疑惑,咱們先將上面的例子進行反編譯一下：ui

public final class FavouriteColor extends Enum {    public static final FavouriteColor RED;    public static final FavouriteColor GREEN;    public static final FavouriteColor BLACK;    public static final FavouriteColor BLUE;    public static final FavouriteColor WHITE;    public static final FavouriteColor BROWN;}複製代碼

從反編譯的結果能夠看出，枚舉成員都被處理成 public static final 的靜態枚舉常量。即上面例子的枚舉成員都是枚舉類FavouriteColor 的實例。this

2. 爲枚舉類型添加方法、構造器、非枚舉的成員

枚舉類型在添加方法、構造器、非枚舉成員時，與普通類是沒有多大的區別，除了如下幾個限制：

枚舉成員必須是最早聲明，且只能用一行聲明（相互間以逗號隔開，分號結束聲明）。
構造器的訪問權限只能是private（能夠不寫，默認強制是private），不能是public、protected。

public enum FavouriteColor {   //枚舉成員    RED, GREEN(2), BLACK(3), BLUE, WHITE, BROWN;// 必需要有分號    // 非枚舉類型的成員    private int colorValue;    public int aa;    // 靜態常量也能夠    public static final int cc = 2;    //無參構造器    private FavouriteColor() {    }       //有參構造器    FavouriteColor(int colorValue) {         this.colorValue = colorValue;    }    //方法    public void print() {        System.out.println(cc);    }}複製代碼

能夠看出，咱們實際上是可使用Eunm類型作不少事情，雖然，咱們通常只使用普通的枚舉類型。

仔細看一下全部的枚舉成員，咱們會發現GREEN(2), BLACK(3) 這兩個枚舉成員有點奇怪！其實也很簡答，前面說了，枚舉成員其實就是枚舉類型的實例，因此，GREEN(2), BLACK(3) 就是指明瞭用帶參構造器，並傳入參數，便可以理解成 FavouriteColor GREEN = new FavouriteColor(2)。其餘幾個枚舉類型則表示使用無參構造器來建立對象。( 事實上，編譯器會從新建立每一個構造器，爲每一個構造器多加兩個參數)。

3. 包含抽象方法的枚舉類型

枚舉類型也是容許包含抽象方法的（除了幾個小限制外，枚舉類幾乎與普通類同樣），那麼包含抽象方法的枚舉類型的枚舉成員是怎麼樣的，編譯器又是怎麼處理的？

咱們知道，上面的例子 FavouriteColor 類通過反編譯後獲得的類是一個繼承了Enum的final類：

public final class FavouriteColor extends Enum 複製代碼

那麼包含抽象方法的枚舉類型是否是也是被編譯器處理成 final類，若是是這樣，那有怎麼被子類繼承呢？仍是處理成 abstract 類呢？

咱們看個包含抽象方法的枚舉類的例子，Fruit 類中有三種水果，但願能爲每種水果輸出對應的信息：

public enum Frutit {    APPLE {        @Override        public void printFruitInfo() {           System.out.println("This is apple");        }    },BANANA {        @Override        public void printFruitInfo() {            System.out.println("This is apple");        }    },WATERMELON {        @Override        public void printFruitInfo() {            System.out.println("This is apple");        }    };    //抽象方法    public abstract void printFruitInfo();    public static void main(String[] arg) {        Frutit.APPLE.printFruitInfo();    }}複製代碼

運行結果：

This is apple

對於上面的枚舉成員的形式也很容易理解，由於枚舉成員是一個枚舉類型的實例，上面的這種形式就是一種匿名內部類的形式，即每一個枚舉成員的建立能夠理解成：

BANANA = new Frutit("BANANA", 1) {//此構造器是編譯器生成的，下面會說        public void printFruitInfo() {//匿名內部類的抽象方法實現。            System.out.println("This is apple");        }    };複製代碼

事實上，編譯器確實就是這樣處理的，即上面的例子中，建立了三個匿名內部類，同時也會多建立三個class文件.

最後，咱們反編譯一下fruit類，看fruit類的定義：

public abstract class Frutit extends Enum複製代碼

Fruit類被處理成抽象類，因此能夠說，枚舉類型通過編譯器的處理，含抽象方法的將被處理成抽象類，不然處理成final類。

4. 枚舉類型的父類 -- Enum

每個枚舉類型都繼承了Enum，因此是頗有必要來了解一下Enum；

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>        implements Comparable<E>, Serializable {//枚舉成員的名稱private final String name;//枚舉成員的順序，是按照定義的順序，從0開始private final int ordinal;//構造方法protected Enum(String name, int ordinal) {        this.name = name;        this.ordinal = ordinal;    } public final int ordinal() {//返回枚舉常量的序數        return ordinal;    } } public final String name() {//返回此枚舉常量的名稱，在其枚舉聲明中對其進行聲明。        return name;    } public final boolean equals(Object other) {        return this==other;//比較地址    }public final int hashCode() {        return super.hashCode(); }public final int compareTo(E o) {//返回枚舉常量的序數    //是按照次序 ordinal來比較的} public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType,  String name) { } public String toString() {        return name;    }複製代碼

以上都是一些可能會用到的方法，咱們從上面能夠發現兩個有趣的地方：

Enum類實現了 Serializable 接口，也就是說能夠枚舉類型能夠進行序列化。
Enum的幾乎全部方法都是final方法，也就是說，枚舉類型只能重寫toString()方法，其餘方法不能重寫，連hashcode()、equal()等方法也不行。

5. 真正掌握枚舉類型的原理

上面說了這麼多，都是片面地、簡單地理解了枚舉類型，但尚未徹底掌握枚舉類型的本質，有了上面的基礎，咱們將如魚得水。

想要真正理解枚舉類型的本質，就得了解編譯器是如何處理枚舉類型的，也就是老辦法 -- 反編譯。此次看一個完整的反編譯代碼，先看一個例子：

public enum Fruit {    APPLE ,BANANA ,WATERMELON ;    private int value;    private Fruit() {//默認構造器       this.value = 0;       }     private Fruit(int value) {//帶參數的構造器        this.value = value;    }}複製代碼

反編譯的結果：

public final class Fruit extends Enum {   //3個枚舉成員實例    public static final Fruit APPLE;    public static final Fruit BANANA;    public static final Fruit WATERMELON;    private int value;//普通變量    private static final Fruit ENUM$VALUES[];//存儲枚舉常量的枚舉數組    static {//靜態域，初始化枚舉常量，枚舉數組        APPLE = new Fruit("APPLE", 0);        BANANA = new Fruit("BANANA", 1);        WATERMELON = new Fruit("WATERMELON", 2);        ENUM$VALUES = (new Fruit[]{APPLE, BANANA, WATERMELON});    }    private Fruit(String s, int i) {//編譯器改造了默認構造器        super(s, i);        value = 0;    }    private Fruit(String s, int i, int value) {//編譯器改造了帶參數的構造器        super(s, i);        this.value = value;    }    public static Fruit[] values() {//編譯器添加了靜態方法values()        Fruit afruit[];        int i;        Fruit afruit1[];        System.arraycopy(afruit = ENUM$VALUES, 0, afruit1 = new Fruit[i = afruit.length], 0, i);        return afruit1;    }    public static Fruit valueOf(String s) {//編譯器添加了靜態方法valueOf()        return (Fruit) Enum.valueOf(Test_2018_1_16 / Fruit, s);    }}複製代碼

從反編譯的結果能夠看出，編譯器爲咱們建立出來的枚舉類作了不少工做：

- 對枚舉成員的處理
編譯器對全部的枚舉成員處理成public static final的枚舉常量，並在靜態域中進行初始化。
- 構造器
編譯器從新定義了構造器，不只爲每一個構造器都增長了兩個參數，還添加父類了的構造方法調用。
- 添加了兩個類方法
編譯器爲枚舉類添加了 values() 和 valueOf()。values()方法返回一個枚舉類型的數組，可用於遍歷枚舉類型。valueOf()方法也是新增的，並且是重載了父類的valueOf()方法

注意了：正由於枚舉類型的真正構造器是再編譯時才生成的，因此咱們無法建立枚舉類型的實例，以及繼承擴展枚舉類型（即便是被處理成abstract類）。枚舉類型的實例只能由編譯器來處理建立

3、枚舉類型的使用

1. switch

Fruit fruit = Fruit.APPLE;    switch (fruit) {    case APPLE:        System.out.println("APPLE");        break;    case BANANA:        System.out.println("BANANA");        break;    case WATERMELON:        System.out.println("WATERMELON");        break;    }複製代碼

2. 實現接口

實現接口就很少說了。枚舉類型繼承了Enum類，因此不能再繼承其餘類，但能夠實現接口。

3. 使用接口組織枚舉

前面說了，枚舉類型是沒法被子類繼承擴展的，這就形成沒法知足如下兩種狀況的需求：

但願擴展原來的枚舉類型中的元素；
但願使用子類對枚舉類型中的元素進行分組；

看一個例子：對食物進行分類，大類是 Food,Food下面有好幾種食物類別，類別上纔是具體的食物；

public interface Food {    enum Appetizer implements Food {        SALAD, SOUP, SPRING_ROLLS    }    enum Coffee implements Food {        BLACK_COFFEE, DECAF_COFFEE, ESPERSSO, TEA;    }    enum Dessert implements Food {        FRUIT, GELATO, TIRAMISU;    }   }複製代碼

接口Food做爲一個大類，3種枚舉類型作爲接口的子類；Food管理着這些枚舉類型。對於枚舉而言，實現接口是使其子類化的惟一辦法，因此嵌套在Food中的每一個枚舉類都實現了Food接口。從而「全部這東西都是某種類型的Food」。

Food food = Food.Coffee.ESPERSSO;//ESPERSSO不只是coffee,也屬於大類Food，達到分類的效果複製代碼

4. 使用枚舉來實現單例模式

對於序列化和反序列化，由於每個枚舉類型和枚舉變量在JVM中都是惟一的，即Java在序列化和反序列化枚舉時作了特殊的規定，枚舉的writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法是被編譯器禁用的，所以，對於枚舉單例，是不存在實現序列化接口後調用readObject會破壞單例的問題。因此，枚舉單例是單利模式的最佳實現方式。

public enum  EnumSingletonDemo {    SINGLETON;    //其餘方法、成員等    public int otherMethod() {        return 0;    }}複製代碼

單例的使用方式：

int a = EnumSingletonDemo.SINGLETON.otherMethod();複製代碼

4、EnumSet、EnumMap

此處只是簡單地介紹這兩個類的使用，並不深刻分析其實現原理。

一、EnumSet

EnumSet是一個抽象類，繼承了AbstractSet類，其本質上就是一個Set。只不過，Enumset是要與枚舉類型一塊兒使用的專用 Set 實現。枚舉 set 中全部鍵都必須來自單個枚舉類型，該枚舉類型在建立 set 時顯式或隱式地指定。

public abstract class EnumSet<E extends Enum<E>> extends AbstractSet<E>複製代碼

儘管JDK沒有提供EnumSet的實現子類，可是EnumSet新增的方法都是static方法，並且這些方法都是用來建立一個EnumSet的對象。所以能夠看作是一個對枚舉中的元素進行操做的Set，並且性能也很高。看下面的例子：

public static void main(String[] args) {    //建立對象，並指定EnumSet存儲的枚舉類型    EnumSet<FavouriteColor> set = EnumSet.allOf(FavouriteColor.class);    //移除枚舉元素    set.remove(FavouriteColor.BLACK);    set.remove(FavouriteColor.BLUE);    for(FavouriteColor color : set) {//遍歷set        System.out.println(color);    }}複製代碼

運行結果：

RED
GREEN
WHITE
BROWN

EnumSet不支持同步訪問。實現線程安全的方式是：

Set<MyEnum> s = Collections.synchronizedSet(EnumSet.noneOf(MyEnum.class));複製代碼

2. EnumMap

EnumMap是一個類，一樣也是與枚舉類型鍵一塊兒使用的專用 Map 實現。枚舉映射中全部鍵都必須來自單個枚舉類型，該枚舉類型在建立映射時顯式或隱式地指定。枚舉映射在內部表示爲數組。此表示形式很是緊湊且高效。

public class EnumMap<K extends Enum<K>, V> extends AbstractMap<K, V>複製代碼

簡單使用的例子：

public static void main(String[] args) {    EnumMap< FavouriteColor,Integer> map = new EnumMap<>(FavouriteColor.class);     map.put(FavouriteColor.BLACK,1 );    map.put(FavouriteColor.BLUE, 2);    map.put(FavouriteColor.BROWN, 3);    System.out.println(map.get(FavouriteColor.BLACK));}複製代碼

一樣，防止意外的同步操做：

Map<EnumKey, V> m         = Collections.synchronizedMap(new EnumMap<EnumKey, V>(...));複製代碼

總結：

枚舉類型繼承於Enum類，因此只能用實現接口，不能再繼承其餘類。
枚舉類型會編譯器處理成抽象類（含抽象方法）或 final類。
枚舉成員都是public static final 的枚舉實例常量。枚舉成員必須是最早聲明,且只能聲明一行（逗號隔開，分號結束）。
構造方法必須是 private，若是定義了有參的構造器，就要注意枚舉成員的聲明。沒有定義構造方法時，編譯器爲枚舉類自動添加的是一個帶兩個參數的構造方法,並非無參構造器。
編譯器會爲枚舉類添加 values() 和 valueOf()兩個方法。
沒有抽象方法的枚舉類，被編譯器處理成 final 類。若是是包含抽象方法的枚舉類則被處理成抽象abstract類。
Enum實現了Serializable接口，而且幾乎全部方法都是 final方法

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