[ Item34 ] int 상수 대신 열거 타입을 사용하라

둥그냥·2022년 5월 1일

Effective Java 독서

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📚 int 상수 대신 열거 타입을 사용하라

열거 타입
일정 개수의 상수 값을 정의한 다음, 그 외의 값은 허용하지 않는 타입
예시) 사계절, 태양계의 행성, 카드게임의 카드 종류

정수 열거 패턴

public static final int APPLE_FUJI = 0;
public static final int APPLE_PIPPIN = 1;
public static final int APPLE_GRANNY_SMITH = 2;

public static final int ORANGE_NAVEL = 0;
public static final int ORANGE_TEMPLE = 1;
public static final int ORANGE_BLOOD = 2;

정수 열거 패턴의 단점

타입 안전을 보장할 방법이 없다
- 오렌지를 건네야 할 메서드에 사과를 보내고 동등 연산자(==)로 비교하더라도 컴파일러는 아무런 경고 메시지를 출력하지 않는다.
표현력이 좋지 않다.
- 자바가 정수 열거 패턴을 위한 별도 이름공간(namespace)를 지원하지 않기 때문에 어쩔 수 없이 접두어를 써서 이름 충돌을 방지
- 영어로 둘 다 mercury인 수은(원소)와 수성(행성)을 구분하려면 ELEMENT_MERCURY와 PLANET_MERCURY로 이름을 지어야 한다.
문자열로 출력하기 까다롭다
순회하기도 까다롭다.
- 상수가 몇 개인지도 알 수 없다.

열거 타입

// 가장 단순한 열거타입
public enum Apple { FUJI, PIPIN, GRANNY_SMITH }
public enum Orange { NAVEL, TEMPLE, BLOOD }

다른 언어의 열거 타입과의 차이점

자바의 열거 타입은 완전한 형태의 클래스다.
- 단순 정수값일 뿐인 다른 언어의 열거 타입보다 훨씬 강력한다.
열거 타입 자체는 클래스이며, 상수 하나당 자신의 인스턴스를 하나씩 만들어 public static final 필드로 공개한다.
- 열거 타입은 밖에서 접근할 수 있는 생성자를 제공하지 않으므로 사실상 final 이다.
- 열거 타입은 인스턴스 통제된다.
  - 싱글턴은 원소가 하나뿐인 열거 타입이라 할 수 있고 열거 타입은 싱글턴을 일반화한 형태라고 볼 수 있다.

열거 타입의 장점

컴파일타임 타입 안정성을 제공한다
각자의 이름 공간이 있어서 이름이 같은 상수도 평화롭게 공존한다
열거 타입에 새로운 상수를 추가하거나 순서를 바꿔도 다시 컴파일하지 않아도 된다.
열거 타입의 toString 메서드는 출력하기에 적합한 문자열을 내어준다.
열거 타입에는 임의의 메서드나 필드를 추가할 수 있고 임의의 인터페이스를 구현하게 할 수 있다.

열거 타입에 필드나 메서드를 사용하는 경우

예시 1. Apple, Orange의 경우 과일의 색을 알려주거나 이미지를 반환하는 메서드
예시 2. 태양계, 각 행성의 질량과 반지름을 통해 표면중력을 계산 할 수 있다. 따라서 어떤 객체의 질량이 주어지면 그 객체가 행성 표면에 있을 때의 무게도 계산할 수 있다.

데이터와 메서드를 갖는 열거 타입

//데이터와 메서드를 갖는 열거 타입
public enum Planet {
    MERCURY(3.302e+23, 2.439e6),
    VENUS(4.869e+24, 6.052e6),
    EARTH(5.975e+24, 6.378e6),
    MARS(6.419e+23, 3.393e6),
    JUPITER(1.899e+27, 7.149e7),
    SATURN(5.685e+26, 6.027e7),
    URANUS(8.683e+25, 2.556e7),
    NEPTUNE(1.024e+26, 2.447e7);
    
    private final double mass;            // 질량(단위: 킬로그램)
    private final double radius;          // 반지름(단위: 미터)
    private final double surfaceGravity;  // 표면중력(단위: m / s^2)
    
    // 중력상수 (단위: m^3 / kg s^2)
    private static final double G = 6.67300E-11;
    
    // 생성자
    Planet(double mass, double radius) {
        this.mass = mass;
        this.radius = radius;
        this.surfaceGravity = G * mass / (radius * radius);
    }
    
    public double mass() { return mass };
    public double radius() { return radius };
    public double surfaceGravity() { return surfaceGravity };
    
    public double surfaceWeight(double mass) {
        return mass * surfaceGravity; // F = ma
    }
}

열거 타입 상수 각각을 특정 데이터와 연결지으려면 생성자에서 데이터를 받아 인스턴스 필드에 저장하면 된다.
열거 타입은 근본적으로 불변이라 모든 필드는 final이어야 한다.
필드를 public으로 선언하기보단 private으로 두고 접근자 메서드를 두는게 낫다.

상수별 메서드 구현을 활용한 열거 타입

//상수별 메서드 구현을 활용한 열거 타입
public enum 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; } };

    public abstract double apply(double x, double y);
}

apply가 추상 메서드이므로 재정의하지 않았다면 컴파일 오류로 알려준다

fromString

toString이 반환하는 문자열을 해당 열거 타입 상수로 변환해준다

타입 이름을 적절히 바꿔야 한다
모든 상수의 문자열 표현이 고유해야 한다

Opitonal<Operation>을 반환한다.

주어진 문자열이 가리키는 연산이 존재하지 않을 수 있음을 미리 클라이언트에 알림

전략 열거 타입

열거 타입 안에서 값에 따라 분기하는 건 좋지 않다

새로운 값을 추가하려면 case문을 쌍으로 넣어줘야 한다.
관리 관점에서 위험해진다.

private 중첩 열거 타입을 통해 해결한다.

switch문보다 복잡하지만 더 안전하고 유연하다.

public enum PayrollDay {
    MONDAY(WEEKDAY), TUESDAY(WEEKDAY), WEDNESDAY(WEEKDAY), THURSDAY(WEEKDAY), FRIDAY(WEEKDAY),
    SATURDAY(WEEKEND), SUNDAY(WEEKEND);


    private final PayType payType;

    PayrollDay(PayType payType) {
        this.payType = payType;
    }

    // 전략 열거 타입
     enum PayType {
        WEEKDAY {
            int overtimePay(int minutesWorked, int payRate) {
                return minutesWorked <= MINS_PER_SHIFT ?
                        0 : (minutesWorked - MINS_PER_SHIFT) * payRate / 2;
            }
        },
        WEEKEND {
            int overtimePay(int minutesWorked, int payRate) {
                return minutesWorked * payRate / 2;
            }
        };

        abstract int overtimePay(int minutesWorked, int payRate);
        private static final int MINS_PER_SHIFT = 8 * 60;

        int pay(int minutesWorked, int payRate) {
            int basePay = minutesWorked * payRate;
            return basePay + overtimePay(minutesWorked,payRate);
        }
    }
}