先上一段能编译通过的程序:
enum Direction { EAST, WEST, SOUTH, NORTH;}public class SimpleEnum { public static void main(String args[]){ Direction d = Direction.EAST; switch(d) { case EAST: System.out.println("Dragon"); break; case WEST: System.out.println("Tiger"); break; case SOUTH: System.out.println("Peacock"); break; case NORTH: System.out.println("Tortoise"); } }}
我的疑问是: 为什么程序中对 enum 常量的引用不一致?
在 main
函数中,
Direction d = Direction.EAST;
如果写成
Direction d = EAST;
javac 会报错,说找不到符号 EAST
.
而switch case的代码块中必须直接跟枚举常量,如果把 case EAST:
改成 case Direction.EAST:
,javac 会报告说: 枚举 switch case 标签必须为枚举常量的非限定名称。
这种形式的不一致让人有些不爽。为什么会有这种不一致呢?
解决方案
enum是jdk5引入的语法糖,定义一个enum类实际上也是定义一个class,只是通过enum定义这个特殊class的时候,编译器会帮你做些事情:
- 所有的枚举类会默认继承Enum类
- 所有的枚举类是final的,不可扩展子类
- 所有定义的枚举常量,会生成定义的枚举类中生成public static final常量
所以,枚举类和普通类的用法没有太大的区别,譬如:
case1: public enum TrafficLight { RED("红灯"), GREEN("绿灯"), YELLOW("黄灯"), ; private final String desc; TrafficLight (String desc) { this.desc = desc; } public String getDesc() { return desc; }}case2: public enum TrafficLight { RED("红灯") { public TrafficLight next() { return YELLOW; } }, GREEN("绿灯") { public TrafficLight next() { return RED; } }, YELLOW("黄灯") { public TrafficLight next() { return GREEN; } }, ; private final String desc; TrafficLight (String desc) { this.desc = desc; } public String getDesc() { return desc; } public abstract TrafficLight next();}
根据上面的描述:
- 第一个问题:
Direction d = Direction.EAST;
的答案就很显然了,赋值枚举变量的时候,当然要带前缀了,因为这些枚举常量是指定枚举类中的常量,必须加上类限定前缀。
java的switch语法,是通过jvm的tableswitch和lookupswitch两个指令实现。简单说一下实现原理:java编译器为switch语句编译成一个局部变量数组,每个case对应一个数组的索引,指令的执行是通过不同的数组索引找到不同的入口指令。所以原则上switch...case只能处理int型的变量。
enum能用在switch语句中,也是一个语法糖,我们知道所有枚举类的父类Enum中有一个private final int ordinal;
,java编译器检测到switch语句中变量是一个枚举类,则会利用之前枚举类的ordinal
属性,编译一个局部变量数组,后续在进行case分支比较的时候,就是简单通过tableswitch或lookupswitch指令来进行跳转,需要注意的一点:这个局部变量数组的构建过程是在编译器在编译阶段完成的。
给一个简单的实例:
package com.lee.test; public class Traffic { public static void main(String[] args) { Light light = Light.RED; switch(light) { case RED: System.out.println("红灯"); break; case GREEN: System.out.println("绿灯"); break; case YELLOW: System.out.println("黄灯"); break; } } enum Light { RED, GREEN, YELLOW } } javap -c 反编译后的字节码: public class com.lee.test.Traffic extends java.lang.Object{public com.lee.test.Traffic(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #10; //Method java/lang/Object."<init>":()V 4: returnpublic static void main(java.lang.String[]); Code: 0: getstatic #18; //Field com/lee/test/Traffic$Light.RED:Lcom/lee/test/Traffic$Light; 3: astore_1 4: invokestatic #24; //Method $SWITCH_TABLE$com$lee$test$Traffic$Light:()[I 7: aload_1 8: invokevirtual #27; //Method com/lee/test/Traffic$Light.ordinal:()I 11: iaload 12: tableswitch{ //1 to 3 1: 40; 2: 51; 3: 62; default: 70 } 40: getstatic #31; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 43: ldc #37; //String 红灯 45: invokevirtual #39; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 48: goto 70 51: getstatic #31; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 54: ldc #45; //String 绿灯 56: invokevirtual #39; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 59: goto 70 62: getstatic #31; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 65: ldc #47; //String 黄灯 67: invokevirtual #39; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V 70: returnstatic int[] $SWITCH_TABLE$com$lee$test$Traffic$Light(); Code: 0: getstatic #53; //Field $SWITCH_TABLE$com$lee$test$Traffic$Light:[I 3: dup 4: ifnull 8 7: areturn 8: pop 9: invokestatic #55; //Method com/lee/test/Traffic$Light.values:()[Lcom/lee/test/Traffic$Light; 12: arraylength 13: newarray int 15: astore_0 16: aload_0 17: getstatic #59; //Field com/lee/test/Traffic$Light.GREEN:Lcom/lee/test/Traffic$Light; 20: invokevirtual #27; //Method com/lee/test/Traffic$Light.ordinal:()I 23: iconst_2 24: iastore 25: goto 29 28: pop 29: aload_0 30: getstatic #18; //Field com/lee/test/Traffic$Light.RED:Lcom/lee/test/Traffic$Light; 33: invokevirtual #27; //Method com/lee/test/Traffic$Light.ordinal:()I 36: iconst_1 37: iastore 38: goto 42 41: pop 42: aload_0 43: getstatic #62; //Field com/lee/test/Traffic$Light.YELLOW:Lcom/lee/test/Traffic$Light; 46: invokevirtual #27; //Method com/lee/test/Traffic$Light.ordinal:()I 49: iconst_3 50: iastore 51: goto 55 54: pop 55: aload_0 56: dup 57: putstatic #53; //Field $SWITCH_TABLE$com$lee$test$Traffic$Light:[I 60: areturn Exception table: from to target type 16 25 28 Class java/lang/NoSuchFieldError 29 38 41 Class java/lang/NoSuchFieldError 42 51 54 Class java/lang/NoSuchFieldError}}
根据上述的描述:
- 枚举变量的定义、赋值是运行时jvm强制要求类型必须一致,所以必须加上类限定前缀;而在switch...case中使用枚举变量,则只是java提供的语法糖,这个特色并不是在运行时通过JVM来保证的,而只是java编译器在编译阶段完成的,在编译过程中的一旦判断switch语句中的变量是enum类型,即只需要以其
ordinal
属性为索引,通过tableswitch查找局部变量数组(这在反编译后的7~12行字节码可以体现出)。在此时case语句不需要类限定前缀,完全是java编译器的限制(编译器是不需要枚举类的前缀,只需要枚举类编译的staticint[] $SWITCH_TABLE
)。
PS: JDK7中switch...case语法新增支持string字面量是差不多同样的道理,java编译器根据string常量的hashcode值,在编译阶段构建局部常量数组。