[Java] 列舉與字串

兩個常用但容易被小看的型別，放一起講。enum 不是 int 的別名，它本身就是 class——能帶欄位、帶方法，甚至能當策略物件用。String 則是 immutable，所有 replace / toUpperCase 都會產生新物件；先理解這點，才知道 StringBuilder 是來幹嘛的。

enum 基本

enum 定義一組固定常數，本質是 class。

enum Status {
    PENDING, RUNNING, DONE, FAILED
}

Status s = Status.RUNNING;

if (s == Status.DONE) { ... }     // 用 == 比較沒問題（單例）

enum 在 switch

switch (status) {
    case PENDING -> "等候中";
    case RUNNING -> "執行中";
    case DONE    -> "完成";
    case FAILED  -> "失敗";
}

case 裡直接寫常數名就好，不用加 Status. 前綴。

Java 21+ 的 switch 還支援 pattern matching，窮舉檢查也更明確——少寫一個 case 編譯器會直接告訴你。

enum 帶屬性與方法

enum 可以有欄位、建構子、方法，每個常數還能帶不同參數：

enum HttpStatus {
    OK(200, "OK"),
    NOT_FOUND(404, "Not Found"),
    SERVER_ERROR(500, "Internal Server Error");

    private final int code;
    private final String message;

    HttpStatus(int code, String message) {     // 建構子隱含 private
        this.code = code;
        this.message = message;
    }

    public int code() { return code; }
    public String message() { return message; }
}

HttpStatus.NOT_FOUND.code();      // 404

更進一步，每個常數可以各自覆寫方法：

enum Op {
    ADD { public int apply(int a, int b) { return a + b; } },
    MUL { public int apply(int a, int b) { return a * b; } };

    public abstract int apply(int a, int b);
}

Op.ADD.apply(2, 3);      // 5

背後的機制：每個帶大括號的常數其實是 enum 的一個匿名 subclass，{ ... } 裡的方法覆寫了 enum 層級宣告的抽象（或具象）method。所以 Op.ADD.apply(1, 2) 走的是 ADD 這個 anonymous subclass 自己的實作。

enum 內建方法

Status.values()          // 所有常數陣列
Status.valueOf("DONE")   // 字串轉 enum，找不到丟 IllegalArgumentException
s.name()                 // 常數名 "DONE"
s.ordinal()              // 在宣告中的索引（少用，重排會壞）

EnumSet / EnumMap

針對 enum 特化的集合，比 HashSet / HashMap 快很多：

EnumSet<Status> active = EnumSet.of(Status.PENDING, Status.RUNNING);
EnumSet<Status> all = EnumSet.allOf(Status.class);

EnumMap<Status, String> labels = new EnumMap<>(Status.class);
labels.put(Status.DONE, "完成");

只要 key 是 enum，一律用這兩個。

String 是不可變的

String s = "hello";
s.toUpperCase();         // 回傳新字串，s 本身沒變
s = s.toUpperCase();     // 想改要重新賦值

每個 String 操作都產生新物件。所以重複拼接會很傷，要改用 StringBuilder（後面會講）。

String pool

字串字面量會被放進 string pool 重用：

String a = "hello";
String b = "hello";
a == b;                  // true（同一個池中物件）

String c = new String("hello");
a == c;                  // false（new 強制建新物件）
a.equals(c);             // true（內容比較）

字串比較永遠用 .equals()，不要用 ==。

s.intern() 會把字串放回池中並回傳池中那個。少用，現在 JVM 自動處理得很好。

常用 String 方法

"hello".length();             // 5
"hello".charAt(0);            // 'h'
"hello".substring(1, 4);      // "ell"（含頭不含尾）
"hello".indexOf("l");         // 2
"hello".replace('l', 'L');    // "heLLo"
"hello".contains("ell");      // true
"hello".startsWith("he");     // true
"hello".endsWith("lo");       // true
"  x  ".trim();               // "x"（去頭尾空白）
"  x  ".strip();              // "x"（Java 11+，支援 Unicode 空白）
"a,b,c".split(",");           // ["a","b","c"]
String.join("-", "a","b","c");// "a-b-c"
"abc".isEmpty();              // false
"  ".isBlank();               // true（Java 11+）
"abc".repeat(3);              // "abcabcabc"（Java 11+）
"ABC".toLowerCase();
"abc".toUpperCase();
String.valueOf(123);          // "123"
Integer.parseInt("123");      // 123

StringBuilder：可變字串

頻繁拼接、迴圈裡組字串，一律用 StringBuilder，省掉每次都生一個新 String 的成本：

StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
    sb.append(i).append(",");
}
String result = sb.toString();

常用 API：

sb.append("x");
sb.insert(0, "head");
sb.delete(0, 4);
sb.reverse();
sb.setLength(0);              // 清空
sb.length();

StringBuffer 是 StringBuilder 的執行緒安全版，但幾乎用不到——單執行緒場景 StringBuilder 就夠；多執行緒下你大概也不會這樣拼字串。

字串格式化

String s = String.format("name=%s, age=%d", "Jeremy", 30);

System.out.printf("name=%s, age=%d%n", "Jeremy", 30);

常用佔位符：

Java 15+ 推薦用 String.formatted，讀起來更順：

"name=%s, age=%d".formatted("Jeremy", 30);

text block（Java 15+）

三引號多行字串，自動處理共同縮排：

String json = """
    {
      "name": "Jeremy",
      "age": 30
    }
    """;

寫 SQL、JSON、HTML 都好用。要內嵌變數就配 formatted：

String sql = """
    SELECT *
    FROM users
    WHERE id = %d
    """.formatted(userId);

char 與 Unicode 注意

char 是 16-bit，存不下所有 Unicode 字元——emoji 和部分漢字是 surrogate pair，要占 2 個 char。

"😀".length();             // 2，不是 1
"😀".codePointCount(0, "😀".length());   // 1

要正確處理就用 codePoints() stream：

"abc😀".codePoints().forEach(System.out::println);

一般場景不太會遇到，做文字處理（截斷、計數）才要小心。

下一篇進檔案 IO——舊的 java.io 與新的 java.nio.file（Path / Files），以及為什麼新程式碼一律用後者。