개요
일반적으로 어플리케이션 내에서 사용되는 상수는 Enum을 통해 관리한다. Enum이 등장하기 전에는 어떤 방식으로 상수를 관리했고, Enum이 기존의 방식보다 어떤 장점을 갖고 있는지 알아보자.
Enum이 등장하기 전 상수 관리
public class Constant {
public static final int PIZZA_S_DIAMETER = 14;
public static final int PIZZA_M_DIAMETER = 16;
public static final int PIZZA_L_DIAMETER = 18;
public static final int TORTILLA_S_SIZE = 4;
public static final int TORTILLA_M_SIZE = 6;
public static final int TORTILLA_L_SIZE = 8;
}
위와 같이 상수만을 정의하는 클래스를 만들고 외부에서 바로 접근 가능하고, 변하지 않도록 public static final 키워드를 통해 정의한다. 이러한 구현 방식을 정수 열거 패턴이라고 한다.
정수 열거 패턴의 단점
1. 타입 안전을 보장할 방법이 없다.
상수를 타입으로 구분하지 못하기 때문에 PIZZA, TORTILLA와 같은 접두어를 썼다. 하지만 이 값을 받는 메서드나 클래스에서는 타입으로 값을 받기 때문에 int 타입으로 받게 된다. 그 결과 PIZZA 관련 상수를 받아야할 메서드에 TORTILLA 관련 상수를 보내도 컴파일 에러가 발생하지 않지만 의도한 값을 받지 못했기 때문에 추후 로직에서 버그가 발생할 수 있다.
public class Pizza {
private final int size;
public Pizza(int size){
this.size = size;
}
}
Pizza firstPizza = new Pizza(Constant.PIZZA_S_DIAMETER); // s 사이즈 피자
Pizza secondPizza = new Pizza(30); // 30 사이즈 피자 >> 버그가 발생할 수도...
Pizza thirdPizza = new Pizza(Constant.TORTILLA_S_SIZE); // 또띠아 S 사이즈 피자 >> 버그가 발생할 수도...
2. 문자열로 출력했을 때 의미를 알 수 없다.
상수 값을 출력하거나 이 값을 파라미터로 받은 메서드에서 이를 디버깅하면 값만 출력된다. 이 상태에서는 'S 사이즈 피자의 길이' 라는 의미는 알 수 없고 14라는 값만 알 수 있는 것이다. 14가 어떤 의미를 가지고 있는지도 함께 알려줄 수 있다면 디버깅 시 값의 의미를 파악하거나 출처를 알기 훨씬 쉬워질것이다.
3. 순회 방법이 까다롭다.
같은 열거그룹에 속한 모든 상수를 한 바퀴 순회하는 방법도 마땅지 않다. 예를들어 현재 존재하는 모든 피자 사이즈를 출력하고 싶다면 개발자가 일일이 하드코딩하거나 리플렉션을 사용해야 한다.
Class<Constant> constant = Constant.class;
for(Field field : constant.getFields()){
if(field.getName().startsWith("PIZZA")){
System.out.println(field.getName());
}
}
Enum을 통한 상수 관리
Enum 타입 자체는 클래스이며, 상수 하나당 인스턴스를 만들어 public static final 필드로 공개하는 방식이다. 아래의 예제는 내부적으로 각각의 size를 가진 S 인스턴스, M 인스턴스, L 인스턴스를 PizzaSize 타입으로 생성하고 이를 public static final로 공개하는 것이다.
public enum PizzaSize {
S(14), M(16), L(18);
private final int size;
PizzaSize(int size){
this.size = size;
}
}
public enum TortillaSize {
S(4), M(6), L(8);
private final int size;
TortillaSize(int size){
this.size = size;
}
}
열거 패턴의 단점을 극복한 Enum 타입
1. 컴파일 타임에서의 타입 안전성을 제공한다.
이제 상수를 타입으로 구분할 수 있으므로 Pizza 클래스의 생성자 메서드에서 int 가 아닌 PizzaSize 타입으로 값을 받을 수 있다. 이로써 PizzaSize 타입이 아닌 다른 타입이 들어올 경우 컴파일 에러가 발생하게 된다. 컴파일 타임에서의 타입 안정성을 제공받게 되었다.
public class Pizza {
private final PizzaSize size; // PizzaSize로 수정
public Pizza(PizzaSize size){ // PizzaSize로 수정
this.size = size;
}
}
Pizza firstPizza = new Pizza(PizzaSize.S); // s 사이즈 피자
Pizza secondPizza = new Pizza(30); // 30 사이즈 피자 >> 컴파일 에러!!
Pizza thirdPizza = new Pizza(TortillaSize.S); // 또띠아 S 사이즈 피자 >> 컴파일 에러!!
2. 문자열로 출력했을 때 의미를 알 수 있다.
Enum에는 값과 이름이 존재하기 때문에 문자열로 출력했을 때 이 값의 의미를 알 수 있다. 또한 메서드 레벨에서 Enum 타입으로 값을 받기 때문에 디버깅 시 값에 대한 의미를 파악하기 쉽다. 그냥 14가 들어왔을 때 보다 PizzaSize.size = 14, PizzaSize.name = "S"로 들어온다면 피자 사이즈 S는 14라는 것과, 이 값이 PizzaSize 라는 Enum에서 관리된다는 출처도 알 수 있다.
3. 순회 방법이 간단하다
Enum 타입은 정의된 상수 값을 배열에 담아 반환하는 정적 메서드인 values를 제공한다. 정의된 상수를 모두 출력하고 싶다면 values 메서드를 사용하면 된다. 리플렉션을 사용했던 방식에 비하면 매우 간단함을 알 수 있다.
Arrays.stream(PizzaSize.values()).forEach(System.out::println);
4. 메서드나 멤버 필드를 추가할 수 있다.
enum도 결국은 클래스이다. 멤버 필드나 메서드를 추가하여 피자 사이즈 관련 책임을 부여할 수 있다. 예를들어 피자 사이즈별로 사용되어야 하는 밀가루 양이 정해져있고 이 공식이 size * 30g 이라고 가정해보자. 이를 외부에서 구할 수도 있지만 size에 따라 밀가루 양이 결정되므로 size를 관리하는 PizzaSize 에게 책임을 위임해도 된다.
public enum PizzaSize {
S(14), M(16), L(18);
private final int size;
private static final int SIZE_PER_FLOUR = 30; // 가중치
PizzaSize(int size){
this.size = size;
}
public int amountOfFlour(){
return size * SIZE_PER_FLOUR;
}
}
System.out.println(PizzaSize.S.amountOfFlour()); // 420
System.out.println(PizzaSize.M.amountOfFlour()); // 480
System.out.println(PizzaSize.L.amountOfFlour()); // 540
amountOfFlour 라는 메서드를 통해 모든 사이즈의 피자가 필요한 밀가루 양을 구하고 있다. 사이즈에 따라 밀가루 양을 구하는 로직이 다르지 않기 때문에 가능한 것이었다.
그럼 반대로 인스턴스마다 처리해야하는 로직이 다를 경우는 어떻게 처리해야 할까?
값에 따라 분기하는 Enum 타입
public enum Operation {
PLUS, MINUS, TIMES, DIVIDE;
public double apply(double x, double y){
switch (this){
case PLUS : return x+y;
case MINUS : return x-y;
case TIMES : return x*y;
case DIVIDE: return x/y;
}
throw new AssertionError("알 수 없는 연산 : "+this);
}
}
위 코드는 동작하기는 하나 좋은 코드는 아니다. 새로운 상수를 추가하면 case 문도 추가해야 한다. 만약 이를 깜빡한다면 컴파일은 되지만 새로 추가한 연산을 수행하려 할 때 "알 수 없는 연산"이라는 런타임 에러가 발생한다.
이를 구현하는 좋은 방법은 열거 타입에 apply 라는 추상 메서드를 선언하고 각 인스턴스에서 이를 재정의하는 방법이다.
추상화 메서드를 재정의하는 Enum 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;}};
abstract double apply(double x, double y);
}
이 경우 상수를 추가하게 되면 반드시 apply 메서드를 반드시 정의해야 한다. 정의하지 않을 경우 컴파일 에러가 발생한다. 또한 분기처리 로직이 사라져 코드가 훨씬 깔끔해졌다.
정리
Enum 타입은 정수 열거 패턴 방식의 단점을 극복할 수 있으며, 상수를 단순 값이 아닌 상태와 책임을 갖는 싱글톤 인스턴스 형태로 동작하게 한다는 점에서 객체지향적으로 설계가 가능하고, 디버깅이나 출력 시 보다 의미있는 정보를 제공할 수 있다.
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