java数据结构

时间:2022-06-03 苏州程序大白人气:0

前言

Java 中常规的集合工具，相比大家都熟练于胸，但是如果说有一个集合类你不一定知道或者说肯定没用过，你相不相信呢？今天跟大家介绍的就是 java.util.EnumMap，也是 java.util 包下面的一个集合类，同样的也有对应的的 java.util.EnumSet，下面我们看一下吧。

Map 和 Set 结构在我们日常工作的使用的特别多，经常会用来存放数据或者参数传递，不过有些场景在使用 Map 的时候，不知道大家会不会感受到一丝丝的不安，毕竟 Map 的数据设置我们没办法控制，完全不知道别人会 put 一些什么样的数据进去，或者说如果某些场景我们 Map 的数据 Key 的类型和个数是固定，那在这种情况的下，我们如何提升系统的安全性和性能呢？

这个时候我们就可以考虑使用 EnumMap，EnumMap 顾名思义首先是一个 Map，其次它的 key 只能是枚举，大家都知道枚举中的实例个数是固定的，而且还是预编译的，所以在很大程度上保证了数据的安全性，同时也可以提升一定的性能。

EnumMap

下面我们来看下如何使用 EnumMap，首先我们需要创建一个枚举 Color。

package com.ziyou.demo.enums;
/**
 * <br>
 * <b>Function：</b><br>
 * <b>Author：</b><br>
 * <b>Date：</b>2022-04-17 <br>
 * <b>Desc：</b>无<br>
 */
public enum Color 
{
  BLUE("blue", "蓝色"),
  RED("red", "红色"),
  ;
  public String color;
  public String desc;

  Color(String color, String desc) 
  {
    this.color = color;
    this.desc = desc;
  }
}

在创建一个测试类

package com.ziyou.demo.enums;
import java.util.EnumMap;
/**
 * <br>
 * <b>Function：</b><br>
 * <b>Author：</b><br>
 * <b>Date：</b>2022-04-17 <br>
 * <b>Desc：</b>无<br>
 */
public class ColorTest 
{
  public static void main(String[] args) 
  {
    EnumMap<Color, String> enumMap = new EnumMap<>(Color.class);
    enumMap.put(Color.RED, "我是一个红色枚举");
    enumMap.put(Color.BLUE, "我是一个蓝色枚举");
    System.out.println(enumMap.get(Color.BLUE));
  }
}

我们可以看到构造 EnumMap 的时候需要传入一个枚举类，后续的 put 和 get 都跟普通的 Map 一样，只不过这个时候 put 的时候 key 必须是该枚举实例了。接下来我们看下EnumMap的 put 和 get 方法是如何实现的，查看 JDK 源码我们可以看到。

    public V put(K key, V value) 
    {
        typeCheck(key);
        int index = key.ordinal();
        Object oldValue = vals[index];
        vals[index] = maskNull(value);
        if (oldValue == null)
            size++;
        return unmaskNull(oldValue);
    }

在进行 put 的时候，会先进行类型检查，如果说传进来的不是枚举或者说不是在构造的时候指定的枚举，这里就会抛出异常。当类型检查通过以后，会通过枚举的 ordinal() 方法获取该枚举实例的索引，这个方法会返回一个 int 值，返回的值跟枚举在编写的时候的顺序有关系，比如说我们上面创建的 Color 枚举，Color.BLUE.ordinal() 会返回 0，Color.RED.ordinal() 会返回 1。拿到索引过后，就会在对应的数组位置上放上 value 值。

获取数据的时候就更简单了，直接通过 key 获取到索引，然后从数组中那去数据即可。

  public V get(Object key) 
  {
        return (isValidKey(key) ?
                unmaskNull(vals[((Enum<?>)key).ordinal()]) : null);
    }

可以看到整个 EnumMap 的 put 和 get 的效率是非常高的，都是在一维数组中直接根据索引定向处理。所以后续大家在类似的场景中可以尝试使用这种方式来提升性能。

EnumSet

说完了 EnumMap 我们再来看看 EnumSet，EnumSet 是一个用来操作 Enum 的集合，是一个抽象类，它有两个继承类，JumboEnumSet 和 RegularEnumSet。在使用的时候，需要确定枚举类型。通过下面的方式可以创建一个空的 EnumSet，在后续进行使用。

public static void main(String[] args)
 {
    EnumSet<Color> enumSet = EnumSet.noneOf(Color.class);
    enumSet.add(Color.BLUE);
    enumSet.add(Color.RED);
    System.out.println(enumSet.size());
  }

EnumSet 的构造方式相对会多一点，我们可以创建空的集合，同时我们也可以直接根据创建一个完整的集合，没必要创建空的然后再进行 add 操作，如下所示：

  public static void main(String[] args) 
  {
    EnumSet<Color> enumSet = EnumSet.allOf(Color.class);
    System.out.println(enumSet.size());
  }

另外前面提到会使用到枚举的 ordinal() 方式，所以我们在构造 EnumSet 的时候还可以只构造指定两个枚举范围之间的所有枚举值，这里要注意 range 方法的第二哥参数的枚举不能在第一个枚举前面。

EnumSet.range(Color.BLUE,Color.RED);

还可以通过 EnumSet 的 of 方法来构造指定的枚举集合，通过源码我们可以发现不管是通过什么方法了构造，底层都是先构造一个空集合，然后将对应的枚举元素添加进行。构造空集合的实现逻辑如下，这里我们可以看到，当枚举个数大于 64 的时候，采用的是 JumboEnumSet 这个子类，否则都是 RegularEnumSet 这个子类，正常来说一个枚举的实例个数超过 64 的会比较少吧。

 public static <E extends Enum<E>> EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType) 
 {
        Enum<?>[] universe = getUniverse(elementType);
        if (universe == null)
            throw new ClassCastException(elementType + " not an enum");
        if (universe.length <= 64)
            return new RegularEnumSet<>(elementType, universe);
        else
            return new JumboEnumSet<>(elementType, universe);
    }

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