Java 中EnumSet和EnumMap的作用

本文主要是介绍Java 中EnumSet和EnumMap的作用，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！

什么是EnumSet和EnumMap？它们的作用是什么？

EnumSet和EnumMap是Java编程语言中的两个特殊集合类，它们与枚举类型（Enum）一起使用。

EnumSet：

EnumSet是一个专为枚举类型设计的集合类。它只能包含指定枚举类型的枚举值，这个枚举类型在创建EnumSet时显式或隐式地指定。
EnumSet的所有元素都是有序的，这个顺序由枚举值在Enum类内的定义顺序决定。
EnumSet在内部以位向量的形式存储，这种存储形式非常紧凑、高效，因此EnumSet对象占用的内存很小，运行效率也很好。
EnumSet不允许加入null元素，如果试图插入null元素，EnumSet将抛出NullPointerException异常。
EnumSet类没有暴露任何构造器来创建该类的实例，程序应该通过它提供的类方法来创建EnumSet对象。

EnumMap：

EnumMap是一个与枚举类一起使用的Map实现。它的所有key都必须是单个枚举类的枚举值。创建EnumMap时必须显式或隐式指定它对应的枚举类。
EnumMap在内部以数组形式保存，这种实现形式非常紧凑、高效。
EnumMap根据key的自然顺序（即枚举值在枚举类中的定义顺序）来维护key-value对的次序。当程序通过keySet()、entrySet()、values()等方法来遍历EnumMap时即可看到这种顺序。
EnumMap不允许使用null作为key值，但允许使用null作为value。如果试图使用null作为key将抛出NullPointerException异常。

EnumSet和EnumMap在性能和内存占用方面优于其他集合类，因此在一些性能要求较高的场景下非常适用。

EnumSet和EnumMap在内部是如何存储的？

EnumSet和EnumMap在内部采用了不同的存储方式，以适应它们各自的特点和用途。

EnumSet的内部存储：

EnumSet是一个专门用于存储枚举类型值的集合类。在内部，EnumSet使用位向量（bit vector）来表示集合中的元素。位向量是一种非常紧凑的数据结构，其中每个位代表一个可能的枚举值。如果某个位被设置为1，那么对应的枚举值就存在于集合中；如果位为0，则对应的枚举值不在集合中。

由于位向量的每个位只能表示一个枚举值是否存在，因此它非常适合用于表示枚举集合。此外，位向量的操作（如设置、清除和测试位）都是非常高效的，通常可以在常数时间内完成。因此，EnumSet在存储和操作枚举值时具有很高的性能。

EnumMap的内部存储：

EnumMap是一个专门用于存储枚举类型作为键的映射表。在内部，EnumMap使用两个数组来存储数据：一个数组用于存储键（即枚举值），另一个数组用于存储与键相关联的值。这两个数组的长度相等，并且与枚举类型中定义的枚举值的数量相同。

EnumMap的键数组按照枚举值在枚举类型中的自然顺序（即定义顺序）进行排序。当向EnumMap中添加一个新的键值对时，程序会首先找到对应的枚举值在键数组中的索引位置，然后在该索引位置上存储值。由于枚举值的数量是有限的，并且事先已知，因此EnumMap可以使用数组这种紧凑的数据结构来高效地存储数据。

总的来说，EnumSet和EnumMap都采用了紧凑且高效的数据结构来存储和处理枚举类型的数据。它们利用了枚举类型的特性（如有限性、有序性和可预测性）来优化存储和操作的性能。

EnumSet和EnumMap使用示例

以下是EnumSet和EnumMap的使用示例：

EnumSet的示例

首先，假设我们有一个枚举类型Season，表示四季：

public enum Season {SPRING, SUMMER, FALL, WINTER
}

然后，我们可以使用EnumSet来创建一个包含特定季节的集合：

import java.util.EnumSet;public class EnumSetExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个包含SPRING和SUMMER的EnumSetEnumSet<Season> seasons = EnumSet.of(Season.SPRING, Season.SUMMER);// 输出集合中的元素for (Season season : seasons) {System.out.println(season);}// 检查集合中是否包含FALLSystem.out.println("Does the set contain FALL? " + seasons.contains(Season.FALL));// 添加WINTER到集合中seasons.add(Season.WINTER);System.out.println("Set after adding WINTER: " + seasons);// 移除SUMMERseasons.remove(Season.SUMMER);System.out.println("Set after removing SUMMER: " + seasons);}
}

EnumMap的示例

接下来，我们假设有一个与Season枚举类型相关的映射，其中每个季节都映射到一个特定的活动：

import java.util.EnumMap;public class EnumMapExample {public static void main(String[] args) {// 创建一个EnumMap，键为Season，值为StringEnumMap<Season, String> activities = new EnumMap<>(Season.class);// 向映射中添加数据activities.put(Season.SPRING, "Plant flowers");activities.put(Season.SUMMER, "Go swimming");activities.put(Season.FALL, "Pick apples");activities.put(Season.WINTER, "Build a snowman");// 获取并输出每个季节的活动for (Season season : Season.values()) {System.out.println(season + ": " + activities.get(season));}// 修改SUMMER的活动activities.put(Season.SUMMER, "Go hiking");System.out.println("Activity for SUMMER after modification: " + activities.get(Season.SUMMER));// 移除WINTER的活动activities.remove(Season.WINTER);System.out.println("EnumMap after removing WINTER: " + activities);}
}