第34条：用接口模拟可伸缩的枚举

就几乎所有方面来看，枚举类型都优越于本书第一版中所述的类型安全枚举模式[Bloch01]。从表面上看，有一个异常与可伸缩性有关，这个异常可能处在原来的模式中，却没有得到语言构造的支持。换句话说，使用这种模式，就有可能让一个枚举类型去扩展另一个枚举类型；利用这种语言特性，则不可能这么做。这绝非偶然。枚举的可伸缩性最后证明基本上都不是什么好点子。扩展类型的元素为基本类型的实例，基本类型的实例却不是扩展类型的元素，这样很是混乱。目前还没有很好的方法来枚举基本类型的所有元素及其扩展。最终，可伸缩性会导致设计和实现的许多方面变得复杂起来。

也就是说，对于可伸缩的枚举类型而言，至少有一种具有说服力的用例，这就是操作吗（operation code），也称作opcode。操作吗是指这样的枚举类型：它的元素表示在某种机器上的那些操作，例如第30条中的Operation类型，它表示一个简单的计算器中的某些函数。有时候，要尽可能地让 API 的用户提供它们自己的操作，这样可以有效地扩展 API 所提供的操作集。

幸运的是，有一种很好的方法可以利用枚举类型来实现这种效果。由于枚举类型可以通过给操作码类型和（属于接口的标准实现的）枚举定义接口，来实现任意接口，基本的想法就是利用这一事实。例如，以下是第30条中的Operation类型的扩展版本：

// Emulated extensible enum using an interface
public interface Operation {
    double apply(double x, double y);
}

public enum BasicOperation implements Operation {
    PLUS("+") {
        public double apply(double x, double y) { return x + y; }
    },
    MINUS("-") {
        public double apply(double x, double y) { return x - y; }
    },
    TIMES("*") {
        public double apply(double x, double y) { return x * y; }
    },
    DIVIDE("/") {
        public double apply(double x, double y) { return x / y; }
    };
    private final String symbol;
    BasicOperation(String symbol) {
        this.symbol = symbol;
    }
    @Override public String toString() {
        return symbol;
    }
}

虽然枚举类型（BasicOperation）不是可扩展的，但接口类型（Operation）则是可扩展的，它是用来表示 API 中的操作的接口类型。你可以定义另一个枚举类型，它实现这个接口，并用这个新类型的实例代替基本类型。例如，假设你想要定义一个上述操作类型的扩展，由求幂（exponentiation）和求余（remainder）操作组成。你所要做的就是编写一个枚举类型，让它实现Operation接口：

// Emulated extension enum
public enum ExtendedOperation implements Operation {
    EXP("^") {
        public double apply(double x, double y) {
            return Math.pow(x, y);
        }
    },
    REMAINDER("%") {
        public double apply(double x, double y) {
            return x % y;
        }
    },

    private final String symbol;
    ExtendedOperation(String symbol) {
        this.symbol = symbol;
    }
    @Override public String toString() {
        return symbol;
    }
}

在可以使用基础操作的任何地方，都可以使用新的操作，只要 API 是被写成采用接口类型（Operation）而非实现（BasicOperation）。注意，在枚举中，不必像在不可扩展的枚举中所做的那样，利用特定于实例的方法实现来声明抽象的apply方法。这是因为抽象的方法（apply）是接口（Operation）的一部分。

不仅可以在任何需要“基本枚举”的地方单独传递一个“扩展枚举”的实例，而且除了那些基本类型的元素之外，还可以传递完整的扩展枚举类型，并使用它的元素。例如，通过下面这个测试程序，体验一下上面定义过的所有扩展过的操作：

public static void main(String[] args) {
    double x = Double.parseDouble(args[0]);
    doubly y = Double.parseDouble(args[1]);
    test(ExtendedOperation.class, x, y);
}
private static <T extends Enum<T> & Operation> void test(
        Class<T> opSet, double x, double y) {
    for (Operation op : opSet.getEnumConstants())
        System.out.printf("%f %s %f = %f%n",
                          x, op, y, op.apply(x, y));
}

注意扩展过的操作类型的类的字面文字（ExtendedOperation.class）从main被传递给了test方法，来描述被扩展操作的集合。这个的字面文字充当有限制的类型令牌（见第29条）。opSet参数中公认很复杂的声明（<T extends Enum<T> & Operation>）确保了Class对象既表示枚举又表示Operation的子类型，这正是遍历元素和执行与每个元素相关联的操作时所需要的。

第二种方法是使用Collection<? extends Operation>，这是个有限制的通配符类型（bounded wildcard type）（见第28条），作为opSet参数的类型：

public static void main(String[] args) {
    double x = Double.parseDouble(args[0]);
    doubly y = Double.parseDouble(args[1]);
    test(Arrays.asList(ExtendedOperation.values()), x, y);
}
private static void test(Collection<? extends Operation> opSet,
        double x, double y) {
    for (Operation op : opSet.getEnumConstants())
        System.out.printf("%f %s %f = %f%n",
                          x, op, y, op.apply(x, y));
}

这样得到的代码没有那么复杂，test方法也比较灵活一些：它允许调用者将多个实现类型的操作合并到一起。另一方面，也放弃了在指定操作上使用EnumSet（见第32条）和EnumMap（见第33条）的功能，因此，除非需要灵活地合并多个实现类型的操作，否则可能最好使用有限制的类型令牌。

上面这段程序用命令行参数2和4运行时，都会产生这样的输出：

4.000000 ^ 2.000000 = 16.000000
4.000000 % 2.000000 = 0.000000

用接口模拟可伸缩枚举有个小小的不足，既无法将实现从一个枚举类型集成到另一个枚举类型。在上述Operation的示例中，保存和获取与某项操作相关联的符号的逻辑代码，可以复制到BasicOperation和ExtendedOperation中。在这个例子中是可以的，因为复制的代码非常少。如果共享功能比较多，则可以将它封装在一个辅助类或者静态辅助方法中，来避免代码的复制工作。

总而言之，虽然无法编写可扩展的枚举类型，却可以通过编写几口以及实现该接口的基础枚举类型，对它进行模拟。这样允许客户端编写自己的枚举来实现接口。如果 API 是根据接口编写的，那么在可以使用基础枚举类型的任何地方，也都可以使用这些枚举。