[Effective Java] Item38. 확장할 수 있는 열거타입이 필요하면 인터페이스를 사용하라!

Item38. 확장할 수 있는 열거타입이 필요하면 인터페이스를 사용하라!

타입 안전 열거 패턴과 열거 타입 비교

• 열거 타입은 거의 모든 상황에서 타입 안전 열거 패턴보다 우수하다.
  • 예외 : 타입 안전 열거 패턴은 확장이 가능하나, 열거 타입은 확장이 불가하다.
    • 즉, 열거 타입은 열거한 값들을 그대로 가져온 후 값을 더 추가해 다른 목적으로 사용하는 것이 불가하다.

열거 타입의 확장이 좋지 않은 이유

• 확장한 타입의 원소는 기반 타입의 원소로 취급, 하지만 그 반대는 성립 안 함.
• 기반 타입과 확장 타입들의 원소 모두를 순회할 방법 없음.
• 확장성을 위해선 고려 요소가 많아지게 되어 설계 및 구현에 있어 어려움을 겪게 됨.

확장한 열거 타입

쓰이는 경우

• 연산 코드(operation code 혹은 opcode)
  • 연산 코드의 각 원소는 특정 기계가 수행하는 연산을 의미함.
  • 이따금 API가 제공하는 기본 연산 외에 사용자 확장 연산을 추가할 수 있도록 열어줘야 할 때가 있음.

열거 타입을 확장하는 방법

• 기본 아이디어는 열거 타입이 임의의 인터페이스를 구현할 수 있다는 사실을 이용하는 것이다.
• 연산 코드용 인터페이스를 정의하고 열거 타입이 이 인터페이스를 구현하게 한다.
  • 이때 열거 타입이 그 인터페이스의 표준 구현체 역할을 한다.

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;
    }
}

• 열거 타입인 BasicOperation은 확장할 수 없지만 인터페이스인 Operation을 확장하는 것은 가능하다.
  • 이 인터페이스를 연산 타입으로 사용한다.
  • 이렇게 하면 Operation을 구현한 또 다른 열거 타입 정의를 통해 기본 타입인 BasicOperation을 대체할 수 있다.

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;
   }
}

• 지수 연산과 나머지 연산을 추가했다.
• (BasicOperation이 아닌) Operation 인터페이스를 사용하도록 작성하면 다른 작업 없이 추가 연산 사용이 가능하다.

타입 수준에서도 확장된 열거타입 원소를 사용할 수 있다.

• ExtendedOperation의 모든 원소를 테스트

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

  • main 메서드는 test 메서드에 ExtendedOperation의 class 리터럴을 넘겨 확장된 연산들을 알려준다.
    • class 리터럴은 한정적 타입 토큰 역할을 한다.
  • <T extends Enum & Operation> : Class 객체가 열거 타입인 동시에 Operation의 하위 타입이다.

• Class 객체 대신 한정적 와일드카드 타입인 Collection<? extends Operation>을 넘기는 방법

  public static void main(String[] args) {
      double x = Double.parseDouble(args[0]);
      double 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)
          System.out.printf("%f %s %f = %f%n",
                  x, op, y, op.apply(x, y));
  }
  

  • 여러 구현 타입의 연산을 조합해 호출하는 것이 가능해졌다. (유연성 증가)
  • 특정 연산에서 EnumSet과 EnumMap을 사용하지 못한다.

인터페이스를 이용한 열거 타입 확장의 문제점

• 열거 타입끼리 구현을 상속할 수 없다.
• 아무런 상태 의존도 없는 경우, 디폴트 구현을 이용해 인터페이스에 추가하는 방법이 있다.
  • Operation 예는 BasicOperation, ExtendedOperation 모두에 연산 기호를 저장하고 찾는 로직이 들어가야만 한다.
    • 공유하고 있는 기능이 많다면 별도의 도우미 클래스나 정적 도우미 메서드로 분리하는 방식으로 중복을 제거한다.

핵심 정리

• 열거 타입 자체는 확장할 수 없지만, 인터페이스와 그 인터페이스를 구현하는 기본 열거 타입을 함께 사용해 같은 효과를 낼 수 있다.
  • 이렇게 하면 클라이언트는 이 인터페이스를 구현해 자신만의 열거 타입을 만들 수 있다.
• API가 (기본 열거 타입을 직접 명시하지 않고) 인터페이스 기반으로 작성되었다면 기본 열거 타입의 인스턴스가 쓰이는 모든 곳을 새로 확장한 열거 타입의 인스턴스로 대체해 사용할 수 있다.