java集合(三)Set集合之EnumSet详解
1.定义:
添加枚举类元素的专用集合类
2.与其他集合类区别:
EnumSet内部实现不使用常见的数据结构,比如数组(ArrayList),链表(LinkedList),哈系表(HashMap、Hashtable、HashSet),红黑树(TreeMap、TreeSet)而是使用位运算完成集合的基本操作
EnumSet是抽象类,只能通过静态工厂方法构造EnumSet对象,具体如下:
EnumSet<E> noneOf(Class<E> elementType):构造一个空的集合
EnumSet<E> allOf(Class<E> elementType):构造一个包含枚举类中所有枚举项的集合
EnumSet<E> of(E e):构造包含1个元素的集合
EnumSet<E> of(E e1, E e2):构造包含2个元素的集合
EnumSet<E> of(E e1, E e2, E e3):构造包含3个元素的集合
EnumSet<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4):构造包含4个元素的集合
EnumSet<E> of(E e1, E e2, E e3, E e4, E e5):构造包含5个元素的集合
EnumSet<E> of(E first, E... rest):构造包含多个元素的集合(使用可变参数)
EnumSet<E> copyOf(EnumSet<E> s):构造包含参数中所有元素的集合
EnumSet<E> copyOf(Collection<E> c):构造包含参数中所有元素的集合
3.EnumSet作为集合类基本操作方法实现原理(位运算):
说明:
- 从EnumSet的
noneOf
可以看出,当枚举类中的枚举项少于64
时,返回的是RegularEnumSet类
(EnumSet的实现类
)对象,大于64,返回的是JumboEnumSet类对象,为了方便分析,后面同一使用RegularEnumSet类解释原理// EnumSet#noneOf
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);
}
- 测试用的枚举类
enum Color{
RED("RED"),
BLUE("BLUE"),
YELLOW("YELLOW"),
BLACK("BLACK");
String name;
Color(String name){
this.name = name;
}
@Override
public String toString(){
return this.name;
}
}
3.1 add方法
public boolean add(E e) {typeCheck(e);
long oldElements = elements;
elements |= (1L << ((Enum<?>)e).ordinal());
return elements != oldElements;
}
ordinal()为每个枚举项的序号,从0开始,按声明顺序排列,如[RED,BLUE,YELLOW,BLACK]对应[0,1,2,3];1L << ((Enum<?>)e).ordinal()(为了方便,这里称之为枚举值)则表示1*2^(e.ordinal()),Color.RED的ordianl()为0,对应枚举值为1*2^0=1,其实就是第ordinal()+1位(从右往左数,个位为第1位)为1其它位为0的十进制数,对应十进制数为00000001(这里假设是8bit,实际是long型32bit);
则每个枚举项表示如下:
枚举项 序号 1L << ((Enum<?>)e).ordinal() 枚举值
枚举项 | 序号 | 1L << ((Enum<?>)e).ordinal() | 枚举值 |
Color.RED | 0 | 00000001 | 1 |
Color.BLUE | 1 | 00000010 | 2 |
Color.YELLOW | 2 | 00000100 | 4 |
Color.BLACK | 3 | 00001000 | 8 |
elements |=
就是对添加的不同元素的枚举值进行求和,相同
元素相或
时保持不变
3.2 remove方法
public boolean remove(Object e) {if (e == null)
return false;
Class<?> eClass = e.getClass();
if (eClass != elementType && eClass.getSuperclass() != elementType)
return false;
long oldElements = elements;
elements &= ~(1L << ((Enum<?>)e).ordinal());
return elements != oldElements;
}
按照之前的枚举值相加
的想法,remove就是从总枚举值
中减去待删除元素的枚举值
,因为是位运算
,没有直接相减,使用位操作elements &= ~(1L << ((Enum<?>)e).ordinal());
完成相减操作
3.3 contains方法
public boolean contains(Object e) {if (e == null)
return false;
Class<?> eClass = e.getClass();
if (eClass != elementType && eClass.getSuperclass() != elementType)
return false;
return (elements & (1L << ((Enum<?>)e).ordinal())) != 0;
}
contains方法就更好理解,每个枚举项的枚举值的值都不一样
,且相互之间
进行相与
操作为0
,使用总枚举值
与要查询的枚举项的枚举值
进行相与
操作,如果为0
,说明不存在
该枚举项,否则存在
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