Java枚举(Enum)类型原理探求

Enum枚举类型

Enum的全写是Enumeration，这个词的翻译是列举、逐条陈述、细目。在程序语言中，枚举类型是一种特殊的数据类型（常用的数据类型比如字符串、整型），这种数据类型的变量值限定在固定的范围， 比如季节只有春夏秋冬，月份是12个。

Java中的枚举

枚举前时代

在Java语言中， 枚举类型从JDK1.5才开始提供。在这之前使用接口静态常量来实现相关功能（也可以是类静态常量），以季节为例：

在不使用枚举类之前，一般使用接口静态常量实现。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使用测试如下：

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

使用接口静态常量的方式比较难限定变量的范围，而且定义繁琐，功能也很有限，于是在Java 1.5 中定义了一个枚举类型：java.lang.Enum。

Java枚举的定义

类似类（class）和接口（interface）的定义，Java提供enum关键字用来定义枚举类，在IDEA中创建枚举类的菜单如下：

同样定义一个季节的枚举类， 代码可以简洁如下：

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

在枚举类中直接列出常量，常量遵循全部大写的规则。在上面的枚举类示例代码中，SPRING, SUMMER, AUTUMN, WINTER 是SeasonEnum的成员。

• 枚举成员默认是final、public、static （所以可以使用SeasonEnum.SPRING方式调用枚举成员）
• 每一个枚举类型成员都可以看作是枚举类的实例 （SeasonEnum.SPRING的类型也是SeasonEnum）

在JUnit使用测试如下：

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

Java 枚举类的特性

Java枚举类的特性有：

• 枚举可以实现接口，但不能继承接口，也不能被继承。
• 枚举类是final的，所以不能继承。
• 枚举类的构造方法是私有的
• 枚举成员是静态、final和public
• 枚举成员是枚举类的实例

但是从上面SeasonEnum枚举类的定义来看，完全看不出这些特性，这些特性是怎么来的呢？ 请看下面的原理探求。

Java枚举类实现的原理探求

ava枚举类型的奥秘就在编译阶段，枚举类在编译后会生成了一个扩展java.lang.Enum的类。这个可以通过JDK自带的javap工具来反编译生成的.class文件。对上面的生成的SeasonEnum.class文件进行反编译，因为这个文件的包路径是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参数的意思是反编译代码中包含私有的方法， p是private的意思。

从控制台输出的反编译后的源码可以看出：

• 自定义的枚举类会自动继承java.lang.Enum类
• 每个成员变量都会被转换为 private static final的枚举类型的实例
• 自动添加private的构造函数 从反编译后的源码就不难理解Enum的特性了。

注意： 使用专门的Java反编译工具，比如JD GUI、luyten等对Eumn进行反编译的效果接近源码的效果，无法看到继承等特性，JD-GUI反编译的效果和源码时一致的，这也说明使用JD GUI来进行实际的反编译还是不错的。