浅聊java中的枚举以及关于枚举的常见面试问题

2024-08-28 18:52

本文主要是介绍浅聊java中的枚举以及关于枚举的常见面试问题,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

基本概念:

什么是枚举?

枚举(Enum)是一种特殊的类,它用于表示一组固定的常量。枚举从Java 5(也称为Java 1.5)开始引入,提供了一种比传统常量(如使用public static final定义的变量)更类型安全、更易读和更易维护的方式来定义一组常量。

如何定义枚举?

枚举是通过关键字enum来定义的。枚举的每一个实例都是该枚举类型的一个对象,这些对象在编译时就已经被创建,并且不能被实例化。枚举类默认继承自java.lang.Enum,但不能显式继承其他类也不能被继承,因为当枚举被编译为类时会被final修饰,但它可以实现接口)。

public enum Color {  RED, GREEN, BLUE;  
}

枚举的特性有哪些?

  1. 类型安全:枚举提供了一种类型安全的方式来表示一组常量,避免了使用整数或字符串表示常量时可能发生的错误。
  2. 自动序列化:枚举实现了java.io.Serializable接口,因此它们可以自动序列化。
  3. 单例实现:枚举是实现单例模式的最佳方式之一,因为它保证了线程安全和实例的唯一性。
  4. 包含方法和属性:枚举可以包含构造方法(必须是私有的)、字段、方法和抽象方法。

枚举的常用方法有哪些?

  • values():返回包含枚举中所有元素的数组。
  • valueOf(String name):根据枚举常量的名称返回对应的枚举常量。
  • ordinal():返回枚举常量在枚举声明中的位置(从0开始)。
  • compareTo(E o):在枚举类型上实现自然排序。这个方法允许枚举常量按照它们在枚举声明中出现的顺序进行比较。
  • name():返回枚举常量的名称,这个名称就是声明枚举常量时所用的标识符。
  • toString():默认情况下,枚举的toString()方法返回枚举常量的名称。但你也可以重写这个方法以返回更有意义的字符串表示。

枚举的日常使用示例 :

定义

枚举类是通过enum关键字来定义的。枚举类的声明类似于类,但关键字是enum而不是class

public enum Day {  SUNDAY, MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY,  THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY  
}

 使用

你可以像使用其他任何类型的变量一样使用枚举常量。枚举常量在编译时就被解析为对应的枚举类型对象。

Day day = Day.MONDAY;  
System.out.println(day); // 输出 MONDAY

方法

枚举可以包含字段、方法和构造函数。但是,枚举的构造函数默认是私有的,以防止外部代码实例化枚举。 

public enum Color {  RED("红色"), GREEN("绿色"), BLUE("蓝色");  private final String description;  Color(String description) {  this.description = description;  }  public String getDescription() {  return this.description;  }  
}  System.out.println(Color.RED.getDescription()); // 输出 红色
//
// 在这个例子中,Color枚举类有一个私有字段description和一个接受字符串参数的构造函数。每个枚举常量在声明时都通过调用构造函数来初始化其description字段。

遍历

你可以使用values()方法遍历枚举的所有值。 

for (Day d : Day.values()) {  System.out.println(d);  
}

枚举与switch

枚举与switch语句配合使用非常方便,因为switch语句可以接受枚举类型作为条件表达式。 

Day day = Day.MONDAY;  switch (day) {  case MONDAY:  System.out.println("星期一");  break;  case FRIDAY:  System.out.println("星期五");  break;  default:  System.out.println("其他日子");  
}

实现接口

枚举类可以实现一个或多个接口,并定义实现这些接口所需的方法。 

interface Describable {  String describe();  
}  public enum Planet implements Describable {  MERCURY, VENUS, EARTH;  @Override  public String describe() {  // 这里只是一个简单的实现,实际上你可以根据枚举常量的不同返回不同的描述  return this.name().toLowerCase() + " is a planet";  }  
}  System.out.println(Planet.EARTH.describe()); // 输出 earth is a planet

另一种写法:

 

interface Behaviour {  void show();  
}  public enum Animal implements Behaviour {  DOG {  @Override  public void show() {  System.out.println("Woof!");  }  },  CAT {  @Override  public void show() {  System.out.println("Meow!");  }  },  BIRD {  @Override  public void show() {  System.out.println("Tweet!");  }  };  // 示例:一个静态方法,遍历所有动物并显示它们的行为  public static void showAllAnimals() {  for (Animal animal : Animal.values()) {  animal.show();  }  }  // 测试方法  public static void main(String[] args) {  showAllAnimals();  }  
}

 带构造器和方法的枚举

public enum Season {  SPRING("Spring"), SUMMER("Summer"), AUTUMN("Autumn"), WINTER("Winter");  private final String description;  // 私有构造器  Season(String description) {  this.description = description;  }  // 公开方法  public String getDescription() {  return description;  }  // 示例方法,根据季节返回活动建议  public String getActivitySuggestion() {  switch (this) {  case SPRING:  return "Go for a hike or plant a garden.";  case SUMMER:  return "Go swimming or have a picnic.";  case AUTUMN:  return "Go apple picking or take a scenic drive.";  case WINTER:  return "Go skiing or build a snowman.";  default:  return "Enjoy the season!";  }  }  // 测试方法  public static void main(String[] args) {  Season season = Season.SUMMER;  System.out.println(season.getDescription() + ": " + season.getActivitySuggestion());  }  
}

 使用枚举作为Map的键

import java.util.EnumMap;  
import java.util.Map;  public enum Day {  MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY  
}  public class WorkHours {  public static void main(String[] args) {  Map<Day, Integer> workHours = new EnumMap<>(Day.class);  workHours.put(Day.MONDAY, 8);  workHours.put(Day.TUESDAY, 8);  workHours.put(Day.WEDNESDAY, 8);  workHours.put(Day.THURSDAY, 8);  workHours.put(Day.FRIDAY, 6); // 假设周五早些下班  // 周末不工作,所以不需要设置  for (Map.Entry<Day, Integer> entry : workHours.entrySet()) {  System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue() + " hours");  }  }  
}

枚举中的抽象方法

 

public enum Operation {  PLUS {  @Override  public double apply(double x, double y) {  return x + y;  }  },  MINUS {  @Override  public double apply(double x, double y) {  return x - y;  }  },  MULTIPLY {  @Override  public double apply(double x, double y) {  return x * y;  }  },  DIVIDE {  @Override  public double apply(double x, double y) {  if (y == 0) throw new IllegalArgumentException("Cannot divide by zero");  return x / y;  }  };  // 抽象方法  public abstract double apply(double x, double y);  // 测试方法  public static void main(String[] args) {  System.out.println(Operation.PLUS.apply(10, 5));  // 输出 15.0  System.out.println(Operation.DIVIDE.apply(10, 2)); // 输出 5.0  }  
}

EnumSet与EnumMap:

EnumSet 和 EnumMap 是 Java 集合框架中专门为枚举(enum)类型设计的两个类。它们提供了比标准集合(如 HashSet 和 HashMap)更高的性能,特别是当集合中的元素是枚举类型时。这是因为它们内部利用了枚举的固有顺序和唯一性进行优化。

EnumSet

EnumSet 是一个不包含重复元素的集合,它专门为枚举类型设计。与普通的 Set 接口实现(如 HashSet)相比,EnumSet 在空间和时间上都有显著的优势,因为它内部使用位向量来表示集合中的元素,这种表示方法非常紧凑且高效。

主要特点

  • 类型安全:由于 EnumSet 的元素是枚举类型,因此在编译时就能保证类型安全。
  • 性能高效:内部使用位向量存储元素,因此集合的创建、遍历和查找等操作都非常快。
  • 丰富的构造函数EnumSet 提供了多种构造函数,包括从类型(Class<E>)创建空集合、从现有集合创建新集合等。
  • 迭代顺序EnumSet 遍历元素的顺序是枚举的自然顺序(除非指定了另一种顺序),这对于需要按特定顺序处理枚举值的场景非常有用。

示例代码

enum Day { MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY }  public class EnumSetExample {  public static void main(String[] args) {  EnumSet<Day> weekdays = EnumSet.range(Day.MONDAY, Day.FRIDAY);  for (Day day : weekdays) {  System.out.println(day);  }  }  
}

EnumMap

EnumMap 是一个映射(Map),其键是枚举类型。与普通的 Map 接口实现(如 HashMap)相比,EnumMap 提供了更高的性能,因为它内部使用数组来存储键值对并利用枚举的索引作为数组的下标

主要特点

  • 类型安全:由于 EnumMap 的键是枚举类型,因此在编译时就能保证类型安全。
  • 性能高效:内部使用数组存储键值对,使得查找、插入和删除操作都非常快。
  • 自然顺序EnumMap 遍历键的顺序是枚举的自然顺序(除非指定了另一种顺序)。
  • 内存紧凑:由于内部使用数组,且数组的大小固定为枚举类型的常量数,因此 EnumMap 的内存使用非常紧凑。

示例代码

enum Color { RED, GREEN, BLUE }  public class EnumMapExample {  public static void main(String[] args) {  EnumMap<Color, Integer> count = new EnumMap<>(Color.class);  count.put(Color.RED, 1);  count.put(Color.GREEN, 2);  count.put(Color.BLUE, 3);  for (Map.Entry<Color, Integer> entry : count.entrySet()) {  System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());  }  }  
}

总之,EnumSet 和 EnumMap 是 Java 集合框架中针对枚举类型优化的两个类,它们提供了类型安全、性能高效和内存紧凑的集合操作,是处理枚举类型数据时的首选集合类型。 

关于枚举的常见面试问题:

枚举如何实现单例模式?

  • 通过枚举的实例在JVM中唯一性,枚举天然就是单例的。例如,public enum Singleton { INSTANCE; }。这种方式实现单例模式既简单又安全,因为JVM保证了枚举实例的唯一性,并且枚举的构造方法是私有的,不能被外部实例化。

枚举可以继承其他类吗?

  • 枚举默认继承自java.lang.Enum类,因此不能显式继承其他类。

枚举的默认构造函数是怎样的?

  • 枚举的默认构造函数是私有的,不能显式定义访问修饰符(默认为private),且不能被外部实例化。

 枚举中的方法和属性是如何定义的?

  • 枚举中的方法和属性与普通类中的定义方式相同,但构造方法必须是私有的。

 values()valueOf(String name)方法的作用是什么?

  • values()方法返回包含枚举中所有元素的数组。
  • valueOf(String name)方法根据枚举常量的名称返回对应的枚举常量。

 枚举中的ordinal()方法有什么作用?

  • ordinal()方法返回枚举常量在枚举声明中的位置(从0开始)。

 为什么推荐使用枚举而不是静态常量?

  • 枚举提供了类型安全、自动序列化、单例实现等特性,而静态常量则不具备这些特性。此外,枚举的语义更清晰,易于理解和维护。

 这些问题涵盖了枚举的基本概念、特性、用法以及相关的设计模式,是Java枚举面试中常见的问题。在回答这些问题时,可以结合具体的代码示例和场景来解释,以增强回答的说服力和清晰度。

这篇关于浅聊java中的枚举以及关于枚举的常见面试问题的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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