文章作者：Tyan
博客：noahsnail.com

1. EnumSet

EnumSet是Java Set接口的一个特别实现，在JDK 1.5中开始支持，Enum类型也正式引入到了Java中。与其它保存枚举常量的Set相比，EnumSet具有更好的性能，同时其也是Java中的优秀特性之一。下面从三个方面来介绍EnumSet，what，how，when。

2. What is EnumSet

EnumSet是Set接口的一个实现，它只能用来存储Enum常量或其子类，不能存储其它类型。EnumSet是设计模式中工厂方法创建实例的一个很好例子。

EnumSet被声明为abstract class类型，EnumSet有两种实现方式，RegularEnumSet和JumboEnumSet，但是这两种实现方式是包私有的，不能在包外访问，因此必须使用工厂方法来创建并返回EnumSet实例，不能通过构造函数来创建。EnumSet中提供了多种创建EnumSet实例的静态工厂方法，例如of方法（进行了函数重载），copyOf方法，noneOf方法等。

3. How EnumSet is implemented in Java

上面已经说了，EnumSet是一个抽象类，有两个具体实现：java.util.RegularEnumSet和java.util.JumboEnumSet。二者的主要区别在于前者使用long来表示元素的数量，而后者使用long[]来表示元素的数量。这二者中表示元素数量使用的是位域结构，即通过long的二进制位数来表示元素数量，例如：RegularEnumSet使用的是long表示元素数量，long数值是通过64位二进制表示的，因此其只能包含的元素最大数量为64，如果元素数目大于64，采用的是JumboEnumSet表示，JumboEnumSet的long[]中有一个long数值，就能表示64个元素，两个long数值就能表示128个元素，以此类推。

4. When to use EnumSet in Java

《Effective Java》中的Item 32讲述了一个EnumSet的使用场景，推荐去看一下。当你需要对枚举类型进行特定的分组时，你可以使用EnumSet。例如，一周中有七天，你想将周末单独分出来的时候（enum int pattern）：

private enum DayOfWeek{
     MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY;
}
 
private EnumSet weekend = EnumSet.of(SATURDAY,SUNDAY);

5. Important points about EnumSet

一个EnumSet中只能包含一种枚举类型。
EnumSet中不能放入null元素，放入会抛出空指针异常。
EnumSet是线程非安全的。
EnumSet的Iterator是自动防故障和弱一致的，不会抛出并发修改异常，即在迭代过程的中的修改结果不一定会在迭代过程中显示。
EnumSet是高性能的Java集合。由于是基于数组的访问，因此add，contains，next方法的时间复杂度为O(1)。
存储枚举常量时使用EnumSet而不要用HashSet。

6. Source Code of EnumSet

EnumSet:

public abstract class EnumSet<E extends Enum<E>> extends AbstractSet<E> implements Cloneable, java.io.Serializable {
	...
	EnumSet(Class<E>elementType, Enum<?>[] universe) {
        this.elementType = elementType;
        this.universe    = universe;
    }

    /**
     * Creates an empty enum set with the specified element type.
     *
     * @param <E> The class of the elements in the set
     * @param elementType the class object of the element type for this enum
     *     set
     * @return An empty enum set of the specified type.
     * @throws NullPointerException if <tt>elementType</tt> is null
     */
    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);
    }
    ...
}

RegularEnumSet:

class RegularEnumSet<E extends Enum<E>> extends EnumSet<E> {
	...
    /**
     * Bit vector representation of this set.  The 2^k bit indicates the
     * presence of universe[k] in this set.
     */
	private long elements = 0L;
	
	RegularEnumSet(Class<E>elementType, Enum<?>[] universe) {
        super(elementType, universe);
    }
    ...
}

JumboEnumSet:

class JumboEnumSet<E extends Enum<E>> extends EnumSet<E> {
    private static final long serialVersionUID = 334349849919042784L;

    /**
     * Bit vector representation of this set.  The ith bit of the jth
     * element of this array represents the  presence of universe[64*j +i]
     * in this set.
     */
    private long elements[];

    // Redundant - maintained for performance
    private int size = 0;

    JumboEnumSet(Class<E>elementType, Enum<?>[] universe) {
        super(elementType, universe);
        elements = new long[(universe.length + 63) >>> 6];
    }
    ...
}

7. Example of EnumSet

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

public class EnumSetDemo {

    private enum Color {
        RED(255, 0, 0), GREEN(0, 255, 0), BLUE(0, 0, 255);
        private int r;
        private int g;
        private int b;
        private Color(int r, int g, int b) {
            this.r = r;
            this.g = g;
            this.b = b;
        }
        public int getR() {
            return r;
        }
        public int getG() {
            return g;
        }
        public int getB() {
            return b;
        }
    }


    public static void main(String args[]) {
        // this will draw line in yellow color
        EnumSet<Color> yellow = EnumSet.of(Color.RED, Color.GREEN);
        drawLine(yellow);
        // RED + GREEN + BLUE = WHITE
        EnumSet<Color> white = EnumSet.of(Color.RED, Color.GREEN, Color.BLUE);
        drawLine(white);
        // RED + BLUE = PINK
        EnumSet<Color> pink = EnumSet.of(Color.RED, Color.BLUE);
        drawLine(pink);
    }


    public static void drawLine(Set<Color> colors) {
        System.out.println("Requested Colors to draw lines : " + colors);
        for (Color c : colors) {
            System.out.println("drawing line in color : " + c);
        }
    }
}

Output:
Requested Colors to draw lines : [RED, GREEN]
drawing line in color : RED
drawing line in color : GREEN

Requested Colors to draw lines : [RED, GREEN, BLUE]
drawing line in color : RED
drawing line in color : GREEN
drawing line in color : BLUE

Requested Colors to draw lines : [RED, BLUE]
drawing line in color : RED
drawing line in color : BLUE