java集合－EnumMap与EnumSet

一：java枚举简介

1：基本概念：

• 用enum定义枚举类默认继承了java.lang.Enum类而不是继承了Object类。其中java.lang.Enum类实现了java.lang.Serializable和java.lang.Comparable两个接口
• 枚举类的构造函数只能使用private访问修饰符，如果省略了其构造器的访问控制符，则默认使用private修饰
• 枚举类的所有实例必须在枚举类中显式列出，否则这个枚举类将永远都不能产生实例。列出这些实例时，系统会自动添加public static final修饰，无需程序员显式添加。
  2：基本用法：
  用法一：常量
  之前我们使用常量都是定义为public static final XXX，现在我们可以用它

public enum Color {  
  RED, GREEN, BLANK, YELLOW  
} 

用法二：switch

enum Signal {  
    GREEN, YELLOW, RED  
}  
public class TrafficLight {  
    Signal color = Signal.RED;  
    public void change() {  
        switch (color) {  
        case RED:  
            color = Signal.GREEN;  
            break;  
        case YELLOW:  
            color = Signal.RED;  
            break;  
        case GREEN:  
            color = Signal.YELLOW;  
            break;  
        }  
    }  
}  

用法三：向枚举中添加新方法

public enum Color {  
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);  
    // 成员变量  
    private String name;  
    private int index;  
    // 构造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
    // 普通方法  
    public static String getName(int index) {  
        for (Color c : Color.values()) {  
            if (c.getIndex() == index) {  
                return c.name;  
            }  
        }  
        return null;  
    }  
    // get set 方法  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public int getIndex() {  
        return index;  
    }  
    public void setIndex(int index) {  
        this.index = index;  
    }  
}  

测试端：

public class EnumTest {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		System.out.println(Color.GREEN.getName());
		System.out.println(Color.GREEN.getIndex());
		System.out.println(Color.GREEN.toString());
		

	}

}

用法四：覆盖枚举的方法

public enum Color {  
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);  
    // 成员变量  
    private String name;  
    private int index;  
    // 构造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
    //覆盖方法  
    @Override  
    public String toString() {  
        return this.index+"_"+this.name;  
    }  
}  

用法五：实现接口
所有的枚举都继承自java.lang.Enum类。由于Java 不支持多继承，所以枚举对象不能再继承其他类。

public interface Behaviour {  
    void print();  
    String getInfo();  
}  
public enum Color implements Behaviour{  
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);  
    // 成员变量  
    private String name;  
    private int index;  
    // 构造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
//接口方法  
    @Override  
    public String getInfo() {  
        return this.name;  
    }  
    //接口方法  
    @Override  
    public void print() {  
        System.out.println(this.index+":"+this.name);  
    }  
}  

用法六：使用接口组织枚举

public interface Food {
	enum Coffee implements Food{  
        BLACK_COFFEE,DECAF_COFFEE,LATTE,CAPPUCCINO  
    }  
    enum Dessert implements Food{  
        FRUIT, CAKE, GELATO  
    } 

}

EnumMap基本用法

public class EnumMap<K extends Enum<K>, V> extends AbstractMap<K, V>
    implements java.io.Serializable, Cloneable

从上述定义可以看出，EnumMap的Key,必须事Enum 类型，而Value可以是任意类型。看下边初始化格式：

EnumMap<Color, String> enumMap = new EnumMap<Color, String>(Color.class);

实例如下：

import java.util.EnumMap;
import java.util.Iterator;
import java.util.Map.Entry;

public class EnumTest {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		EnumMap<Color, String> enumMap=new EnumMap<>(Color.class);
		enumMap.put(Color.BLANK, "黑夜就是我的面纱");
		enumMap.put(Color.GREEN, "我就给你绿帽子");
		enumMap.put(Color.RED, "红旗我的样子");
		enumMap.put(Color.BLANK, "黑夜没月亮");
		Iterator<Entry<Color, String>> iterator=enumMap.entrySet().iterator();
		while(iterator.hasNext())
		{
			System.out.println(iterator.next());
		}
		

	}

}

运行结果：

RED=红旗我的样子
GREEN=我就给你绿帽子
BLANK=黑夜没月亮

从实例我们发现，可以通过这种方式给枚举赋上特殊的值。

EnumSet基本用法

• EnumSet 是一个与枚举类型一起使用的专用 Set 实现。枚举set中所有元素都必须来自单个枚举类型（即必须是同类型，且该类型是Enum的子类）。枚举类型在创建 set 时显式或隐式地指定。枚举 set 在内部表示为位向量。 此表示形式非常紧凑且高效。此类的空间和时间性能应该很好，足以用作传统上基于 int 的“位标志”的替换形式，具有高品质、类型安全的优势。

• Enumset是个虚类，我们只能通过它提供的静态方法来返回Enumset的实现类的实例。返回EnumSet的两种不同的实现：如果EnumSet大小小于64，就返回RegularEnumSet实例(当然它继承自EnumSet)，这个EnumSet实际上至用了一个long来存储这个EnumSet。如果 EnumSet大小大于等于64，则返回JumboEnumSet实例，它使用一个long[]来存储。这样做的好处很明显： 大多数情况下返回的RegularEnumSet效率比JumboEnumSet高很多。
  源码：

public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) {
        Enum<?>[] universe = getUniverse(elementType);
        if (universe == null)
            throw new ClassCastException(elementType + " not an enum");

        if (universe.length <= 64)
            return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
        else
            return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
    }

上文说RegularEnumSet方法效率高很多，那为什么呢 ，我们看看RegularEnumSet的源码：
枚举存储：

private long elements = 0L;

add方法：

public boolean add(E e) {
        typeCheck(e);

        long oldElements = elements;
        elements |= (1L << ((Enum<?>)e).ordinal());
        return elements != oldElements;
    }

细心的读者发现，小于64位时，仅仅是对一个长整型数据进行操作，效率当然要快许多。
我们再看看JumboEnumSet类实现：
枚举值存储：

private long elements[];

 public boolean add(E e) {
        typeCheck(e);

        int eOrdinal = e.ordinal();
        int eWordNum = eOrdinal >>> 6;

        long oldElements = elements[eWordNum];
        elements[eWordNum] |= (1L << eOrdinal);
        boolean result = (elements[eWordNum] != oldElements);
        if (result)
            size++;
        return result;
    }

从源码看出，JumboEnumSet使用long数组存储数据，添加操作也是操作数组，效率当然要慢点。
实例：

import java.util.EnumSet;
import java.util.Iterator;

public class EnumSetTest {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
        EnumSet<Color> enumSet=EnumSet.allOf(Color.class);
        Iterator<Color> iterator=enumSet.iterator();
        while (iterator.hasNext()) {
			System.out.println(iterator.next());
			
		}
	}

}

运行结果：

RED
GREEN
BLANK
YELLO

综合实例（线程状态）

public enum ThreadStates {
	START,
	RUNNING,
	WAITING,
	DEAD;
}

import java.io.Closeable;
import java.io.IOException;

/**
 * This Enum example shows all the things we can do with Enum types
 * @author pankaj
 *
 */
public enum ThreadStatesEnum implements Closeable{
	START(1){
		@Override
		public String toString(){
			return "START implementation. Priority="+getPriority();
		}

		@Override
		public String getDetail() {
			return "START";
		}
	},
	RUNNING(2){
		@Override
		public String getDetail() {
			return "RUNNING";
		}
	},
	WAITING(3){
		@Override
		public String getDetail() {
			return "WAITING";
		}
	},
	DEAD(4){
		@Override
		public String getDetail() {
			return "DEAD";
		}
	};
	
	private int priority;
	
	public abstract String getDetail();
	//Enum constructors should always be private.
	private ThreadStatesEnum(int i){
		priority = i;
	}
	
	//Enum can have methods
	public int getPriority(){
		return this.priority;
	}
	
	public void setPriority(int p){
		this.priority = p;
	}
	
	//Enum can override functions
	@Override
	public String toString(){
		return "Default ThreadStatesConstructors implementation. Priority="+getPriority();
	}

	@Override
	public void close() throws IOException {
		System.out.println("Close of Enum");
	}
}

测试端：

import java.io.IOException;
import java.util.EnumMap;
import java.util.EnumSet;
import java.util.Set;

public class JavaEnumExamples {

	public static void main(String[] args) throws IOException {
				
		usingEnumMethods();
		
		usingEnumValueOf();
		
		usingEnumValues();
		
		usingEnumInSwitch(ThreadStatesEnum.START);
		usingEnumInSwitch(ThreadStatesEnum.DEAD);
		
		usingEnumMap();
		
		usingEnumSet();
		
	}

	private static void usingEnumSet() {
		EnumSet<ThreadStatesEnum> enumSet = EnumSet.allOf(ThreadStatesEnum.class);
		for(ThreadStatesEnum tsenum : enumSet){
			System.out.println("Using EnumSet, priority = "+tsenum.getPriority());
		}
	}

	private static void usingEnumMap() {
		EnumMap<ThreadStates, String> enumMap = new EnumMap<ThreadStates,String>(ThreadStates.class);
		enumMap.put(ThreadStates.START, "Thread is started");
		enumMap.put(ThreadStates.RUNNING, "Thread is running");
		enumMap.put(ThreadStates.WAITING, "Thread is waiting");
		enumMap.put(ThreadStates.DEAD, "Thread is dead");
		
		Set<ThreadStates> keySet = enumMap.keySet();
		for(ThreadStates key : keySet){
			System.out.println("key="+key.toString()+":: value="+enumMap.get(key));
		}
		
	}

	private static void usingEnumInSwitch(ThreadStatesEnum th) {
		switch (th){
		case START:
			System.out.println("START thread");
			break;
		case WAITING:
			System.out.println("WAITING thread");
			break;
		case RUNNING:
			System.out.println("RUNNING thread");
			break;
		case DEAD:
			System.out.println("DEAD thread");
		}
	}

	private static void usingEnumValues() {
		ThreadStatesEnum[] thArray = ThreadStatesEnum.values();
		
		for(ThreadStatesEnum th : thArray){
			System.out.println(th.toString() + "::priority="+th.getPriority());
		}
	}

	private static void usingEnumValueOf() {
		ThreadStatesEnum th = Enum.valueOf(ThreadStatesEnum.class, "START");
		System.out.println("th priority="+th.getPriority());
	}

	private static void usingEnumMethods() throws IOException {
		ThreadStatesEnum thc = ThreadStatesEnum.DEAD;
		System.out.println("priority is:"+thc.getPriority());
		
		thc = ThreadStatesEnum.DEAD;
		System.out.println("Using overriden method."+thc.toString());
		
		thc = ThreadStatesEnum.START;
		System.out.println("Using overriden method."+thc.toString());
		thc.setPriority(10);
		System.out.println("Enum Constant variable changed priority value="+thc.getPriority());
		thc.close();
	}

}

运行结果：

priority is:4
Using overriden method.Default ThreadStatesConstructors implementation. Priority=4
Using overriden method.START implementation. Priority=1
Enum Constant variable changed priority value=10
Close of Enum
th priority=10
START implementation. Priority=10::priority=10
Default ThreadStatesConstructors implementation. Priority=2::priority=2
Default ThreadStatesConstructors implementation. Priority=3::priority=3
Default ThreadStatesConstructors implementation. Priority=4::priority=4
START thread
DEAD thread
key=START:: value=Thread is started
key=RUNNING:: value=Thread is running
key=WAITING:: value=Thread is waiting
key=DEAD:: value=Thread is dead
Using EnumSet, priority = 10
Using EnumSet, priority = 2
Using EnumSet, priority = 3
Using EnumSet, priority = 4