Effective Java 第三版——34. 使用枚举类型替代整型常量 (2)

除了纠正int枚举的缺陷之外,枚举类型还允许添加任意方法和属性并实现任意接口。 它们提供了所有Object方法的高质量实现(第3章),它们实现了Comparable(条目 14)和Serializable(第12章),并针对枚举类型的可任意改变性设计了序列化方式。

那么,为什么你要添加方法或属性到一个枚举类型? 对于初学者,可能想要将数据与其常量关联起来。 例如,我们的Apple和Orange类型可能会从返回水果颜色的方法或返回水果图像的方法中受益。 还可以使用任何看起来合适的方法来增强枚举类型。 枚举类型可以作为枚举常量的简单集合,并随着时间的推移而演变为全功能抽象。

对于丰富的枚举类型的一个很好的例子,考虑我们太阳系的八颗行星。 每个行星都有质量和半径,从这两个属性可以计算出它的表面重力。 从而在给定物体的质量下,计算出一个物体在行星表面上的重量。 下面是这个枚举类型。 每个枚举常量之后的括号中的数字是传递给其构造方法的参数。 在这种情况下,它们是地球的质量和半径:

// Enum type with data and behavior public enum Planet { MERCURY(3.302e+23, 2.439e6), VENUS (4.869e+24, 6.052e6), EARTH (5.975e+24, 6.378e6), MARS (6.419e+23, 3.393e6), JUPITER(1.899e+27, 7.149e7), SATURN (5.685e+26, 6.027e7), URANUS (8.683e+25, 2.556e7), NEPTUNE(1.024e+26, 2.477e7); private final double mass; // In kilograms private final double radius; // In meters private final double surfaceGravity; // In m / s^2 // Universal gravitational constant in m^3 / kg s^2 private static final double G = 6.67300E-11; // Constructor Planet(double mass, double radius) { this.mass = mass; this.radius = radius; surfaceGravity = G * mass / (radius * radius); } public double mass() { return mass; } public double radius() { return radius; } public double surfaceGravity() { return surfaceGravity; } public double surfaceWeight(double mass) { return mass * surfaceGravity; // F = ma } }

编写一个丰富的枚举类型比如Planet很容易。 要将数据与枚举常量相关联,请声明实例属性并编写一个构造方法,构造方法带有数据并将数据保存在属性中。 枚举本质上是不变的,所以所有的属性都应该是final的(条目 17)。 属性可以是公开的,但最好将它们设置为私有并提供公共访问方法(条目16)。 在Planet的情况下,构造方法还计算和存储表面重力,但这只是一种优化。 每当重力被SurfaceWeight方法使用时,它可以从质量和半径重新计算出来,该方法返回它在由常数表示的行星上的重量。

虽然Planet枚举很简单,但它的功能非常强大。 这是一个简短的程序,它将一个物体在地球上的重量(任何单位),打印一个漂亮的表格,显示该物体在所有八个行星上的重量(以相同单位):

public class WeightTable { public static void main(String[] args) { double earthWeight = Double.parseDouble(args[0]); double mass = earthWeight / Planet.EARTH.surfaceGravity(); for (Planet p : Planet.values()) System.out.printf("Weight on %s is %f%n", p, p.surfaceWeight(mass)); } }

请注意,Planet和所有枚举一样,都有一个静态values方法,该方法以声明的顺序返回其值的数组。 另请注意,toString方法返回每个枚举值的声明名称,使println和printf可以轻松打印。 如果你对此字符串表示形式不满意,可以通过重写toString方法来更改它。 这是使用命令行参数185运行WeightTable程序(不重写toString)的结果:

Weight on MERCURY is 69.912739 Weight on VENUS is 167.434436 Weight on EARTH is 185.000000 Weight on MARS is 70.226739 Weight on JUPITER is 467.990696 Weight on SATURN is 197.120111 Weight on URANUS is 167.398264 Weight on NEPTUNE is 210.208751

直到2006年,在Java中加入枚举两年之后,冥王星不再是一颗行星。 这引发了一个问题:“当你从枚举类型中移除一个元素时会发生什么?”答案是,任何不引用移除元素的客户端程序都将继续正常工作。 所以,举例来说,我们的WeightTable程序只需要打印一行少一行的表格。 什么是客户端程序引用删除的元素(在这种情况下,Planet.Pluto)? 如果重新编译客户端程序,编译将会失败并在引用前一个星球的行处提供有用的错误消息; 如果无法重新编译客户端,它将在运行时从此行中引发有用的异常。 这是你所希望的最好的行为,远远好于你用int枚举模式得到的结果。

一些与枚举常量相关的行为只需要在定义枚举的类或包中使用。 这些行为最好以私有或包级私有方式实现。 然后每个常量携带一个隐藏的行为集合,允许包含枚举的类或包在与常量一起呈现时作出适当的反应。 与其他类一样,除非你有一个令人信服的理由将枚举方法暴露给它的客户端,否则将其声明为私有的,如果需要的话将其声明为包级私有(条目 15)。

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