Видове класове: `record` и `enum`

Класът е основният механизъм за дефиниране на потребителски типове данни в Java. Освен обикновените класове езикът предоставя специализирани конструкции, които също дефинират типове. Такива конструкции са record и enum.

Обикновеният клас се използва, когато трябва да се опишат данни и поведение с пълен контрол върху полетата, конструкторите и методите. Записът record се използва основно за компактно представяне на данни. Изброеният тип enum се използва за фиксиран набор от допустими стойности.

Записи (`record`)

Записът record е специален вид клас, предназначен за моделиране на обекти, които основно съхраняват данни. Той е подходящ, когато даден тип трябва да съдържа няколко стойности и не се очаква тези стойности да се променят след създаване на обекта.

Обикновеният клас изисква ръчно деклариране на полета, конструктор, методи за достъп и често методи като toString(), equals() и hashCode(). При record голяма част от този код се генерира автоматично от компилатора.

Декларация на `record`

record Student(String name, int facultyNumber) {

}

В този пример Student е запис с два компонента:

name от тип String;
facultyNumber от тип int.

Компонентите в заглавната част на record описват данните, които записът съхранява. За всеки компонент компилаторът автоматично създава частно финално поле и публичен метод за достъп.

Създаване на обект от `record`

Обект от record се създава чрез ключовата дума new, както при обикновен клас.

Student student = new Student("Ivan Petrov", 12345);

При създаването се извиква автоматично генерираният конструктор. Подадените аргументи трябва да съответстват по ред, тип и брой на компонентите в декларацията на record.

Достъп до стойностите

При record методите за достъп не използват стандартната форма getName(). Вместо това всеки метод има същото име като съответния компонент.

System.out.println(student.name());
System.out.println(student.facultyNumber());

Методът name() връща стойността на компонента name. Методът facultyNumber() връща стойността на компонента facultyNumber.

Автоматично генерирани елементи

За един record компилаторът автоматично създава:

частни финални полета за компонентите;
конструктор, който приема стойности за всички компоненти;
методи за достъп до компонентите;
метод toString();
метод equals(Object other);
метод hashCode().

Това означава, че два обекта от един и същ record могат да бъдат сравнявани по стойност чрез equals(). При обикновен клас такова поведение трябва да се дефинира ръчно, ако е необходимо.

record Point(int x, int y) {

}

public class Application {

    public static void main(String[] args) {
        Point first = new Point(10, 20);
        Point second = new Point(10, 20);

        System.out.println(first.equals(second));
        System.out.println(first);
    }
}

Резултатът от first.equals(second) е true, защото двата обекта са от един и същ record тип и съдържат еднакви стойности в компонентите си.

Неизменимост на `record`

Компонентите на record са неизменими след създаване на обекта. Това означава, че стойностите се задават чрез конструктора и след това не могат да бъдат променяни чрез присвояване.

record Product(String name, double price) {

}

Product product = new Product("Keyboard", 59.90);

// product.price = 49.90; // не е позволено

Тази особеност прави record подходящ за пренасяне на данни между различни части на програмата, когато не трябва да се допуска случайна промяна на състоянието.

Компактен конструктор в `record`

В record може да се дефинира компактен конструктор. Той се използва, когато при създаване на обекта трябва да се изпълни допълнителен код, без да се изписва пълният списък с параметри.

record Product(String name, double price) {

    Product {
        name = name.trim();
    }
}

В компактния конструктор не се присвояват ръчно стойности към полетата. След изпълнение на допълнителния код компилаторът автоматично записва параметрите в съответните компоненти.

Кога се използва `record`

record е подходящ, когато:

типът основно съхранява данни;
всички основни стойности са известни при създаване на обекта;
не е необходима промяна на стойностите след създаване;
трябва да се намали шаблонният код за конструктор, достъп до стойности и сравнение.

record не е подходящ, когато обектът трябва да има променливо състояние, сложен жизнен цикъл или много операции, които променят вътрешните му данни.

Изброени типове (`enum`)

Изброеният тип enum е специален вид клас, който дефинира фиксиран набор от именувани константи. Той се използва, когато дадена стойност трябва да бъде избрана само измежду предварително известни допустими стойности.

Пример:

enum Status {

    NEW,
    IN_PROGRESS,
    COMPLETED,
    CANCELLED

}

В този пример Status е тип, а NEW, IN_PROGRESS, COMPLETED и CANCELLED са неговите допустими стойности. Не може да се създаде произволна стойност от тип Status, която не е описана в декларацията на enum.

Използване на `enum`

Status status = Status.NEW;

Стойностите на enum се достъпват чрез името на типа и името на константата. Това прави кода по-четим и намалява риска от грешки, които биха възникнали при използване на обикновени текстови стойности.

if (status == Status.COMPLETED) {
    System.out.println("The task is completed.");
}

Стойностите на enum могат да се сравняват чрез оператора ==, защото всяка константа е единствена предварително създадена инстанция на съответния изброен тип.

`enum` вместо текстови стойности

Без enum често се използват низове.

String status = "COMPLETED";

Този подход допуска грешки, защото компилаторът не може да провери дали текстът е валиден статус.

String status = "COMPLETEDD"; // технически валиден String, но невалиден статус

При enum подобна грешка се открива още при компилация.

Status status = Status.COMPLETED;

Вградени методи на `enum`

Метод	Предназначение
values()	Връща масив с всички константи.
valueOf(String)	Връща константа по име.
ordinal()	Връща поредния номер на константата.
name()	Връща името на константата.

Пример:

for (Status status : Status.values()) {
    System.out.println(status);
}

Методът values() връща всички константи в реда, в който са декларирани. Методът valueOf(String) връща константа по точно име. Ако такова име не съществува, се получава грешка по време на изпълнение.

Status status = Status.valueOf("NEW");
System.out.println(status.name());
System.out.println(status.ordinal());

Методът name() връща името на константата като текст. Методът ordinal() връща позицията на константата, започвайки от 0. Не се препоръчва програмната логика да зависи от ordinal(), защото промяна в реда на константите променя и числовите им позиции.

Полета, конструктори и методи в `enum`

Изброеният тип може да съдържа полета, конструктори и методи. Това е възможно, защото enum е специален вид клас.

enum UserRole {

    ADMIN("Administrator"),
    MODERATOR("Moderator"),
    USER("Standard user");

    private final String description;

    UserRole(String description) {
        this.description = description;
    }

    String getDescription() {
        return description;
    }
}

В този пример всяка константа има собствена стойност за description. Конструкторът на enum се извиква автоматично при създаване на константите. Той не се извиква с new от външен код.

System.out.println(UserRole.ADMIN.getDescription());

Особености на `enum`

Конструкторът на enum не може да бъде публичен, защото константите са предварително определени в самата декларация. Нови стойности не могат да се създават извън изброения тип.

Използването на enum:

ограничава допустимите стойности;
подобрява четимостта на програмния код;
осигурява проверка на типовете още при компилация;
намалява вероятността от грешки.

enum е подходящ за статус на поръчка, ден от седмицата, сезон, вид плащане, потребителска роля или друг ограничен набор от стойности.

Сравнение между `class`, `record` и `enum`

Конструкция	Основно предназначение	Създаване на стойности
`class`	Описание на обекти с данни и поведение.	Чрез `new`, според дефинираните конструктори.
`record`	Компактно описание на неизменими обекти за данни.	Чрез `new`, чрез автоматично генериран конструктор.
`enum`	Описание на фиксиран набор от именувани стойности.	Само чрез константите, декларирани в `enum`.

Видове класове: record и enum

Записи (record)

Декларация на record

Създаване на обект от record

Достъп до стойностите

Автоматично генерирани елементи

Неизменимост на record

Компактен конструктор в record

Кога се използва record

Изброени типове (enum)

Използване на enum

enum вместо текстови стойности

Вградени методи на enum

Полета, конструктори и методи в enum

Особености на enum

Сравнение между class, record и enum