
在 java 编程中,有时我们希望定义一种自定义类型,它只能表示一组非常有限的特定值,例如仅限于整数 -1 和 1。初学者可能会尝试创建一个包含这些整数成员的普通类,例如:
public class PlusOrMinusOne {
private int plusOne = 1;
private int minusOne = -1;
}然而,需要明确的是,Java 语言并不支持创建自定义的原始数据类型,也不支持运算符重载。这意味着,即使您创建了一个 PlusOrMinusOne 类,也无法使其像 int 类型那样直接参与数学运算(如 PlusOrMinusOne a = ...; int b = a + 1;)或进行直接比较(如 if (a == -1))。任何对这些实例的操作都必须通过显式的方法调用来完成。
为了实现这种固定且类型安全的有限值集合,Java 提供了 enum(枚举)类型。enum 是一种特殊的类,它用于定义一组预定义的、命名的常量。枚举的每个实例都是唯一的,且在编译时就已经确定,这使其成为表示固定集合的理想选择。使用 enum 不仅能确保类型安全,还能防止创建超出预定义范围的无效实例。
以下是如何使用 enum 来定义一个只包含 -1 和 1 两个值的自定义类型的示例:
public enum PlusOrMinusOne {
PLUS_ONE(+1), // 定义枚举常量 PLUS_ONE,关联值为 +1
MINUS_ONE(-1); // 定义枚举常量 MINUS_ONE,关联值为 -1
private final int value; // 用于存储每个枚举常量关联的整数值
/**
* 枚举的构造函数。
* 枚举构造函数默认是私有的,不允许外部直接实例化。
*
* @param value 枚举常量关联的整数值
*/
PlusOrMinusOne(int value) {
this.value = value;
}
/**
* 根据给定的整数值获取对应的 PlusOrMinusOne 枚举实例。
*
* @param value 整数值,期望为 -1 或 +1
* @return 对应的 PlusOrMinusOne 枚举实例
* @throws IllegalArgumentException 如果输入值不是 -1 或 +1
*/
public static PlusOrMinusOne of(int value) {
if (value == -1) {
return MINUS_ONE;
}
if (value == +1) {
return PLUS_ONE;
}
throw new IllegalArgumentException("Invalid value: " + value + ". Expected -1 or +1.");
}
/**
* 获取当前枚举实例关联的整数值。
*
* @return 关联的整数值
*/
public int getValue() {
return value;
}
/**
* 获取当前枚举实例的相反数。
*
* @return 如果当前是 PLUS_ONE,则返回 MINUS_ONE;否则返回 PLUS_ONE。
*/
public PlusOrMinusOne neg() {
if (this == PLUS_ONE) {
return MINUS_ONE;
}
return PLUS_ONE;
}
/**
* 重写 toString 方法,提供更友好的字符串表示。
*
* @return "+1" 或 "-1"
*/
@Override
public String toString() {
return this == PLUS_ONE ? "+1" : "-1";
}
}使用示例:
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public class EnumUsageDemo {
public static void main(String[] args) {
// 获取枚举实例
PlusOrMinusOne positive = PlusOrMinusOne.PLUS_ONE;
PlusOrMinusOne negative = PlusOrMinusOne.MINUS_ONE;
System.out.println("Positive value: " + positive.getValue()); // 输出 1
System.out.println("Negative value: " + negative.getValue()); // 输出 -1
// 使用静态工厂方法根据整数值获取枚举实例
PlusOrMinusOne fromInt1 = PlusOrMinusOne.of(1);
PlusOrMinusOne fromIntMinus1 = PlusOrMinusOne.of(-1);
System.out.println("From int 1: " + fromInt1); // 输出 +1 (通过toString())
System.out.println("From int -1: " + fromIntMinus1); // 输出 -1 (通过toString())
try {
PlusOrMinusOne invalid = PlusOrMinusOne.of(0); // 尝试使用非法值,会抛出异常
} catch (IllegalArgumentException e) {
System.out.println("Error creating instance: " + e.getMessage());
}
// 使用自定义方法 neg()
PlusOrMinusOne negatedPositive = positive.neg();
System.out.println("Negated positive: " + negatedPositive); // 输出 -1
// 比较枚举实例:直接使用 == 比较引用,因为枚举实例是单例的
if (positive == PlusOrMinusOne.PLUS_ONE) {
System.out.println("The positive instance is indeed PLUS_ONE.");
}
}
}综上所述,当需要在 Java 中定义一个只包含少数特定值的自定义类型时,enum 是一个强大且优雅的选择。它不仅提供了类型安全和编译时检查,还通过其内置的特性简化了固定常量集的管理。虽然 enum 实例不能像原始类型那样直接参与运算,但通过封装底层值和提供实用方法,可以有效地模拟所需行为,从而构建出健壮且易于维护的代码。
以上就是Java 中如何使用枚举(Enum)定义固定常量集与自定义有限值类型的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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