为什么在EffectiveJava中建议用EnumSet替代位字段，以及使用EnumMap替换序数索引

cnblogs 2024-09-14 08:09:00 阅读 93

在EffectiveJava中的第 36条中建议用 EnumSet 替代位字段，在第37条中建议用EnumMap替换序数索引，为什么？

EnumSet

在EffectiveJava中的第 36条中建议用 EnumSet 替代位字段

36、用 EnumSet替代位字段

如果枚举类型的元素主要在 Set 中使用，传统上使用 int 枚举模式，通过不同的 2 的平方数为每个常量赋值：

<code>// Bit field enumeration constants - OBSOLETE!

public class Text {

public static final int STYLE_BOLD = 1 << 0; // 1

public static final int STYLE_ITALIC = 1 << 1; // 2

public static final int STYLE_UNDERLINE = 1 << 2; // 4

public static final int STYLE_STRIKETHROUGH = 1 << 3; // 8

// Parameter is bitwise OR of zero or more STYLE_ constants

public void applyStyles(int styles) { ... }

}

这种表示方式称为位字段，允许你使用位运算的或操作将几个常量组合成一个 Set：

text.applyStyles(STYLE_BOLD | STYLE_ITALIC);

位字段具有 int 枚举常量所有缺点，例如：

被打印成数字时难以理解
没有简单的方法遍历位字段所有元素
一旦确定了int或long作为位字段的存储类型，就不能超过它的范围（32位或64位）

EnumSet类是一种更好的选择，它避免了以上缺点。而且由于它在底层实现上与位操作类似，因此与位字段性能相当。

将之前的示例修改为使用EnumSet的方法，更加简单清晰：

// EnumSet - a modern replacement for bit fields

public class Text {

public enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH }

// Any Set could be passed in, but EnumSet is clearly best

public void applyStyles(Set<Style> styles) { ... }

}

下面是将 EnumSet 实例传递给 applyStyles 方法的用户代码。EnumSet 类提供了一组丰富的静态工厂，可以方便地创建 Set：

text.applyStyles(EnumSet.of(Style.BOLD, Style.ITALIC));

EnumSet是与枚举类型一起使用的专用 Set 集合，EnumSet 中所有元素都必须是枚举类型。

与其他Set接口的实现类HashSet/TreeSet(内部都是用对应的HashMap/TreeMap实现的)不同的是，EnumSet在内部实现是位向量，它是一种极为高效的位运算操作，由于直接存储和操作都是bit，因此EnumSet空间和时间性能都十分可观，足以媲美传统上基于 int 的“位标志”的运算。并且重要的是我们可像操作set集合一般来操作位运算，这样使用代码更简单易懂同时又具备类型安全的优势。

注意：EnumSet不允许使用 null 元素。试图插入 null 元素将抛出 NullPointerException，但试图测试判断是否存在null 元素或移除 null 元素则不会抛出异常，与大多数collection 实现一样，EnumSet不是线程安全的，因此在多线程环境下应该注意数据同步问题。

那么EnumSet是如何使用的，底层实现是怎么样的呢？

基本用法

创建EnumSet并不能使用new关键字，因为它是个抽象类，而应该使用其提供的静态工厂方法，EnumSet的静态工厂方法比较多，如下：

// 创建一个具有指定元素类型的空EnumSet。

EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType)

// 创建一个指定元素类型并包含所有枚举值的EnumSet

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> allOf(Class<E> elementType)

// 创建一个包括枚举值中指定范围元素的EnumSet

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> range(E from, E to)

// 初始集合包括指定集合的补集

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> complementOf(EnumSet<E> s)

// 创建一个包括参数中所有元素的EnumSet

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E e)

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E e1, E e2)

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E e1, E e2, E e3)

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4)

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5)

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> of(E first, E... rest)

// 创建一个包含参数容器中的所有元素的EnumSet

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> copyOf(EnumSet<E> s)

<E extends Enum<E>> EnumSet<E> copyOf(Collection<E> c)

代码演示如下：

enum Color {

GREEN , RED , BLUE , BLACK , YELLOW

}

public class EnumSetDemo {

public static void main(String[] args){

//空集合

EnumSet<Color> enumSet= EnumSet.noneOf(Color.class);

System.out.println("添加前："+enumSet.toString());//添加前：[]

enumSet.add(Color.GREEN);

enumSet.add(Color.RED);

enumSet.add(Color.BLACK);

enumSet.add(Color.BLUE);

enumSet.add(Color.YELLOW);

System.out.println("添加后："+enumSet.toString());//添加后：[GREEN, RED, BLUE, BLACK, YELLOW]