Java Academy · 课时

EnumSet

Q: 「EnumSet」这节课中我会学到什么？

对枚举执行快速集合操作 你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

对枚举执行快速集合操作

EnumSet 是 CoddyKit 上的免费 Java Academy 课时。这是第 3 节课，共 4 节。你可以在下方免费阅读本课时的完整内容 — 然后在浏览器中使用内置代码编辑器和全天候 AI 导师进行实践。这是 Java Academy 学习路径的一部分，你的进度在网页和 CoddyKit 应用中同步。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

什么是 EnumSet

EnumSet 是一种仅适用于枚举类型的专用 Set 实现。

它的内部结构是一个位向量：每个常量对应一位。与存放枚举的 HashSet 相比，这使它的速度极快且非常节省内存。

import java.util.EnumSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    enum Day { MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN }
    public static void main(String[] args) {
        Set<Day> weekend = EnumSet.of(Day.SAT, Day.SUN);
        System.out.println(weekend);
    }
}

使用 of 创建集合

工厂方法 EnumSet.of(...) 根据列出的常量创建集合。它为一个到五个元素分别提供了重载版本，此外还提供可变参数版本。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Perm { READ, WRITE, EXECUTE }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Perm> perms = EnumSet.of(Perm.READ, Perm.WRITE);
        System.out.println(perms);
    }
}

allOf 与 noneOf

还有两个工厂方法：

allOf(Type.class) 创建一个包含所有常量的集合。
noneOf(Type.class) 创建一个空集合，供后续填充。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Color { RED, GREEN, BLUE }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Color> all = EnumSet.allOf(Color.class);
        EnumSet<Color> none = EnumSet.noneOf(Color.class);
        none.add(Color.RED);
        System.out.println("all: " + all);
        System.out.println("built: " + none);
    }
}

连续常量的 range

EnumSet.range(from, to) 按声明顺序包含两个端点之间的所有常量，包括这两个端点。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Day { MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Day> workdays = EnumSet.range(Day.MON, Day.FRI);
        System.out.println(workdays);
    }
}

complementOf

EnumSet.complementOf(set) 返回给定集合中不包含的所有常量组成的集合。

这是快速反转选择结果的方法。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Day { MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Day> work = EnumSet.range(Day.MON, Day.FRI);
        EnumSet<Day> rest = EnumSet.complementOf(work);
        System.out.println(rest);
    }
}

集合运算

由于 EnumSet 是真正的集合，您可以通过 addAll、retainAll 和 removeAll 获得并集、交集和差集。

这些操作在底层以位运算的速度执行。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Tag { A, B, C, D }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Tag> x = EnumSet.of(Tag.A, Tag.B, Tag.C);
        EnumSet<Tag> y = EnumSet.of(Tag.B, Tag.C, Tag.D);
        EnumSet<Tag> inter = EnumSet.copyOf(x);
        inter.retainAll(y);
        System.out.println("intersection: " + inter);
    }
}

成员测试

contains 只需进行一次位检查，因此是常数时间操作，并且速度非常快。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Feature { DARK_MODE, BETA, ANALYTICS }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Feature> enabled = EnumSet.of(Feature.DARK_MODE, Feature.BETA);
        System.out.println(enabled.contains(Feature.BETA));
        System.out.println(enabled.contains(Feature.ANALYTICS));
    }
}

用 EnumSet 替代标志位

在 EnumSet 出现以前，程序员会使用类似 int bit flags 的整型位标志。EnumSet 以类型安全和可读性取代了这种做法。

您可以获得位字段的性能，同时避免容易出错的手动掩码操作。

import java.util.EnumSet;
import java.util.Set;

public class Main {
    enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE }
    static void render(Set<Style> styles) {
        System.out.println("Applying: " + styles);
    }
    public static void main(String[] args) {
        render(EnumSet.of(Style.BOLD, Style.UNDERLINE));
    }
}

按声明顺序迭代

EnumSet 按常量的自然顺序迭代，也就是它们的声明顺序。

与 HashSet 不同，这会带来可预测且稳定的迭代顺序。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Phase { ALPHA, BETA, RC, GA }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Phase> set = EnumSet.of(Phase.GA, Phase.ALPHA, Phase.RC);
        for (Phase p : set) System.out.println(p);
    }
}

使用 copyOf 创建防御性副本

EnumSet.copyOf(collection) 可以从任意枚举值集合构建 EnumSet。您可以用它创建安全副本，或将列表转换为 EnumSet。

import java.util.EnumSet;
import java.util.List;

public class Main {
    enum Role { ADMIN, EDITOR, VIEWER }
    public static void main(String[] args) {
        List<Role> source = List.of(Role.EDITOR, Role.VIEWER);
        EnumSet<Role> roles = EnumSet.copyOf(source);
        System.out.println(roles);
    }
}

为何速度很快

对于包含 64 个或更少常量的枚举，EnumSet 使用单个 long 作为位向量。每次操作只需一到两条机器指令。

对于枚举集合，请始终优先使用 EnumSet，而不是 HashSet<MyEnum>。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum Bit { B0, B1, B2, B3 }
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Bit> s = EnumSet.of(Bit.B0, Bit.B2);
        // contains is a single bit-and under the hood
        System.out.println(s.contains(Bit.B2));
    }
}

快速检查

检验您对 EnumSet 的理解。

回顾

您已经学会了 EnumSet：

一种用于枚举的位向量 Set，速度非常快且十分紧凑。
工厂方法包括：of、allOf、noneOf、range、complementOf 和 copyOf。
按声明顺序迭代。
类型安全的整型位标志替代方案。

接下来将学习对应的映射类型：EnumMap。

import java.util.EnumSet;

public class Main {
    enum X { A, B }
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("EnumSet recap: " + EnumSet.allOf(X.class));
    }
}

常见问题解答

「EnumSet」课时是免费的吗？

是的 — 「EnumSet」的完整文本可在网页上免费阅读。要进行交互式练习（内置代码编辑器和全天候 AI 导师）并解锁 Java Academy 课程的其余内容，请升级到 CoddyKit PRO。 Java Academy 课程共包含 4 节课。

「EnumSet」这节课中我会学到什么？

对枚举执行快速集合操作你通过在浏览器中直接运行的动手代码来练习 Java Academy，全天候 AI 导师会在你学习这节课的过程中回答你的问题。

学习 Java Academy 需要有经验吗？

无需任何先前经验。CoddyKit 上的 Java Academy 课程适合初学者到高级学习者，你可以从这里开始或从头开始，按照自己的节奏学习。这是第 3 节课，共 4 节。

「EnumSet」课时需要多长时间？

大多数 CoddyKit 课程大约需要 5–10 分钟。每节课都很精短且互动，所以你能稳步进步，并在网页和应用中从离开的地方继续。

我能在这节 Java Academy 课中编写并运行代码吗？

能。每节 Java Academy 课都包含内置代码编辑器，你可以在浏览器中直接编写并运行真实代码，并获得即时 AI 反馈 — 无需本地设置。

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