4.3 Απαριθμημένοι Τύποι (Enums)

© Γιάννης Κωστάρας

< Δ >

Στα μαθήματα της 2ης εβδομάδας μιλήσαμε για τους απαριθμημένους τύπους (enums) και μάλιστα μάθαμε ότι μπορούν να χρησιμοποιούνται στις εντολές switch. Οι απαριθμημένοι τύποι είναι ένα σταθερό πλήθος από σταθερές. Συνίσταται να χρησιμοποιείτε enums αντί για μια σειρά από σταθερές (public static final).

Πριν την έκδοση 5 της Java που εισήγαγε τους απαριθμημένους τύπους, οι προγραμματιστές έπρεπε να γράψουν π.χ.:

public static final int MON = 1;
public static final int TUE = 2;
public static final int WED = 3;
public static final int THU = 4;
public static final int FRI = 5;
public static final int SAT = 6;
public static final int SUN = 7;

public static final int JAN = 1;
public static final int FEB = 2;
public static final int MAR = 3;
public static final int APR = 4;
public static final int MAY = 5;
public static final int JUN = 6;
public static final int JUL = 7;
public static final int AUG = 8;
public static final int SEP = 9;
public static final int OCT = 10;
public static final int NOV = 11;
public static final int DEC = 12;

Οι παραπάνω δηλώσεις έχουν ένα σωρό προβλήματα. Καθώς δεν υπάρχουν χώροι ονοματοδοσίας (namespaces) στη Java (όπως υπάρχουν σε άλλες γλώσσες, π.χ. C++), ο μεταγλωττιστής δεν παραπονιέται αν κατά λάθος ο προγραμματιστής γράψει:

jshell> int numOfDays = FRI - FEB;
numOfDays ==> 3

το οποίο είναι ένα λογικό λάθος, καθώς ο μεταγλωττιστής “βλέπει” μόνο ακέραιες τιμές. Αν αλλάξουν οι τιμές των σταθερών, το πρόγραμμα θα πρέπει να επαναμεταγγλωτιστεί αλλοιώς ο καλών κώδικας θα χρησιμοποιεί λάθος τιμές. Όταν εμφανίζετε τις τιμές, θα βλέπετε τις ακέραιες τιμές κι όχι το τι σημαίνουν (π.χ. 1 αντί για MON) και χρειάζεται κάποια κλάση μετατροπής αν θέλετε να εμφανίζετε ένα String αντί της τιμής. Δεν είναι επίσης εύκολο να απαριθμήσετε τις τιμές ή να δείτε εύκολα το σύνολο των τιμών (π.χ. σύνολο 7 ημέρες, 12 μήνες).

Για τους παραπάνω λόγους η Java από την έκδοση 5 εισήγαγε τους απαριθμημένους τύπους, π.χ.

enum Day {
  MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;
}

Κάθε enum είναι υποκλάση της κλάσης Enum και είναι σιωπηρά final. Έτσι, δεν μπορούμε να κληρονομήσουμε έναν απαριθμημένο τύπο. Ένας enum όμως μπορεί να υλοποιήσει διεπαφές. Οι enums στη Java έχουν περισσότερες δυνατότητες από άλλες γλώσσες προγραμματισμού.

jshell> Day.values()
$1 ==> Day[7] { MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN }

jshell> Day.MON.toString()
$2 ==> "MON"

jshell> Day.MON.ordinal()			// εμφανίζει τη σειρά του στοιχείου στον enum
$3 ==> 0

jshell> Day.valueOf("MON")			// αντίστροφη της toString()
$4 ==> MON

Μη βασίζεστε τόσο στην μέθοδο ordinal(). Αυτή συνήθως χρησιμοποιείται από δομές δεδομένων όπως EnumSet και EnumMap που είδαμε στα μαθήματα της προηγούμενης εβδομάδας.

Οι enums μπορούν να οριστούν τόσο μέσα όσο και έξω από μια κλάση, αλλά όχι μέσα σε μια μέθοδο.

Καθώς οι enums είναι κλάσεις, μπορούμε να ορίσουμε μεθόδους μέσα σ’ αυτούς, ακόμα και τη main(). Σημειώστε ότι οι μέθοδοι κατασκευής (constructors) ενός enum είναι πάντοτε private. Τέλος, οι enums είναι από τη φύση τους αμετάβλητοι (immutable).

Μπορούμε επίσης να ορίσουμε επιπλέον μεθόδους κατασκευής (constructors) και γνωρίσματα, αλλά οι σταθερές πρέπει να ορίζονται πάντα πρώτες.

enum Day {
  MON("Monday"), TUE("Tuesday"), WED("Wednesday"), THU("Thursday"), FRI("Friday"), SAT("Saturday"), SUN("Sunday");
  String day;
  
  Day(String d) {
  	day = d;
  }
  
  String getDay() {
  	return day;
  }
  
  void setDay(String d) {
  	this.day = d; 
  }
}

Αν ορίζονται γνωρίσματα σ’ ένα enum, όπως στο ανωτέρω παράδειγμα, επιτρέπεται να υπάρχουν setters που αλλάζουν τη τιμή ενός enum, π.χ.

jshell> Day d = Day.MON;
d ==> MON

jshell> d.setDay("Δευτέρα")

jshell> d.getDay()
$60 ==> "Δευτέρα"

Οι απαριθμημένοι τύποι μπορούν να περιέχουν αφηρημένες μεθόδους, αλλά σ’ αυτήν την περίπτωση κάθε τιμή του θα πρέπει να υπερσκελίζει τις αφηρημένες μεθόδους:

// Enum type with constant-specific method implementations
public enum Operation {
	PLUS {public long apply(long x, long y){return x + y;}},
	MINUS {public long apply(long x, long y){return x - y;}},
	TIMES {public long apply(long x, long y){return x * y;}},
	DIVIDE {public long apply(long x, long y){return x / y;}};

	public abstract long apply(long x, long y);
}

Επίσης, οι απαριθμημένοι τύποι μπορούν να εμφωλιαστούν (nest), δηλ.

enum OuterEnum {
//...

    private enum InnerEnum {
	
	}

}

Τέλος, μπορούν να υλοποιούν διεπαφές, π.χ.

public interface Operation {
	long apply(long x, long y);
}

public enum BasicOperation implements Operation {
	PLUS {public long apply(long x, long y){return x + y;}},
	MINUS {public long apply(long x, long y){return x - y;}},
	TIMES {public long apply(long x, long y){return x * y;}},
	DIVIDE {public long apply(long x, long y){return x / y;}};
}

Η αρχικοποίηση ενός enum είναι αντίστροφη από αυτήν μιας κλάσης:

  1. Πρώτα αρχικοποιούνται οι σταθερές (constants)
  2. Στη συνέχεια εκτελούνται οι instance initializers
  3. Μετά οι κατασκευαστές (constructors) και
  4. Τέλος οι static initializers

Ασκήσεις

  1. Τροποποιήστε το enum Operation ώστε:
jshell> int a = 4, b = 2;
a ==> 4
b ==> 2

jshell> Operation op = Operation.PLUS;
op ==> Operation.PLUS

jshell> System.out.print(a + " " + op + " " + b + " = " + op.apply(a, b));
4 + 2 = 6
< Δ >