영암사는 승경이네

조슈아 블로크의 'Effective Java' 책을 읽고 제멋대로 정리한 내용입니다. :)

1. Comparable이란?

1.1. 정의

 객체를 비교할 수 있도록 만드는 인터페이스이며, compareTo 메서드를 재정의하여 비교의 기준을 제공한다.

public int compareTo(T o);

1.2. 객체를 비교한다?

 int 타입의 1과 2를 비교한다면 단순히 관계 연산자를 통해 비교하면 된다. 하지만 아래와 같은 Student 객체를 비교할 어떻게 해야할까?

 여러 값을 가진 Student 객체를 비교하기 위한 기준이 없다. number를 기준으로 할지, name을 기준으로 할지에 대한 명확한 기준 말이다. Comparable의 compareTo 메서드는 이 기준을 정의할 수 있도록, 즉, 비교의 기준을 제공할 수 있도록 하며, Arrays.sort 메서드 호출 시 이 기준을 참조하여 정렬하게 된다.

public class Student implements Comparable<Student>{

    private int number;
    private String name;

    public Student(int number, String name){
        this.number = number;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public int compareTo(Student o) {
        if(this.number > o.number){ // number에 대해 오름차순
            return 1;
        }

        else if(this.number == o.number){
            return 0;
        }
        else{
            return -1;
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "number=" + number +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

1.3. 반환 값 1, 0, -1?

 compareTo 메서드를 보면 1, 0, -1을 반환하고 있다. Arrays.sort 메서드 호출 시 내부적으로 클래스에 정의한 compareTo 메서드를 호출하는데, 이때 응답 값이 양수이면 두 객체의 위치를 바꾸고, 음수나 0이면 그대로 유지한다.

 결국 this.number 와 o.number 사이의 부등호가 > 인지, < 인지에 따라 반환 값이 달라지므로 정렬 방식이 달라지게 되는데, 정렬방식이 어떻게 달라지는지 헷갈릴 경우 다음과 같이 생각하면 편하다.

 예를들어 10, 21, 3의 number를 가진 Student가 있고, 이를 sort 할 경우 compareTo 메서드의 this.number는 첫 인스턴스의 number인 10일 것이고, o.number는 그 다음 인스턴스의 number인 21 일 것이다.

 그 후 정의한 compareTo 메서드를 실행시킨다고 가정하면 10 < 21 이므로 -1이 리턴되고, 순서는 그대로 유지된다. [10, 21] 순서로 정렬되며 이는 오름차순 정렬이 된다. (실제로 이렇게 동작하는 것은 아니다)

Student student1 = new Student(10, "홍길동");
Student student2 = new Student(21, "심심이");
Student student3 = new Student(3, "심심이");

Student[] arr = new Student[]{student1, student2, student3};

Arrays.sort(arr);

for(Student student : arr){
    System.out.println(student);
}

1.4. 뺀 값을 반환하면 안돼?

 현재 조건문에 따라 1, 0, -1을 반환하는 대신 두 변수의 차를 반환하는 것이 더 깔끔해보인다. this.number가 더 크면 양수를 반환할테고, 동일하면 0을, o.number가 더 크면 음수를 반환할 것이다. 실제 정렬에는 이 두 수의 '차이'를 이용하는 게 아닌 양수, 0, 음수인지를 이용하기 때문에 큰 문제가 없어보인다. 실제로 아래와 같이 this.number - o.number로 수정해도 그 결과는 동일하다.

@Override
public int compareTo(Student o) {
    return this.number - o.number; // number에 대해 오름차순
}

 하지만 overflow 가 발생하게 될 경우 문제가 된다. 만약 this.number가 int의 최대값인 2,147,483,647 이고 o.number가 -1일 경우 연산 결과는 양수(2,147,483,648)가 아닌 음수(- 2,147,483,648) 가 된다. 최댓값을 넘어서 overflow가 발생한 것이다. 속도도 월등히 빠르지도 않기에 이 방법은 권장하지 않고 있다.

2. Comparable을 구현할지 고려하자.

 본론으로 와서 Comparable의 메서드인 compareTo는 단순 동치성 비교 뿐 아니라 순서까지 비교할 수 있고, 제네릭한 성질을 갖는다. Comparable을 구현한 객체들의 배열은 앞서 언급했던 Arrays.sort() 메서드를 통해 쉽게 정렬할 수 있다.

 이런 강력한 정렬 기능을 제공하는데 필요한 건 단 하나, Comparable의 compareTo 메서드를 구현하는 것 뿐이다. 때문에 자바 플랫폼 라이브러리의 모든 값 클래스와 열거 타입이 Comparable을 구현하기도 했다.

 알파벳, 숫자, 연대 같이 순서가 명확한 값 클래스를 작성한다면 Comparable 인터페이스를 구현하는 것이 바람직하다.

3. 관계 연산자보다 compare를 사용하자.

 앞선 예제에서도 두 값을 비교할 때 >, == 와 같은 관계 연산자를 사용했다. 하지만 자바 7부터 박싱된 기본 타입 클래스(ex. Integer)들에 새로 추가된 compare 메서드 사용을 권장하고 있다. 내부적으로 삼항 연산자를 통해 비교 후 -1, 0, 1 값을 리턴한다.

@Override
public int compareTo(Student o) {
    return Integer.compare(number, o.number);
}

 문자열을 비교할때도 마찬가지이다. Java에서 제공하는 String.CASE_INSENSITIVE_ORDER.compare 메서드를 사용하면 대소문자 구분 없이 문자열을 비교할 수 있다. 만약 number가 아닌 name에 대한 오름차순 정렬을 해야한다면 아래와 같이 코드를 수정하면 된다.

@Override
public int compareTo(Student o) {
    return String.CASE_INSENSITIVE_ORDER.compare(this.name, o.name);
}

4. 정리

 순서를 고려해야하는 값 클래스를 작성한다면 꼭 Comparable 인터페이스를 구현하여, 그 인스턴스들을 쉽게 정렬하고, 검색하고, 비교하는 기능을 제공하는 컬렉션과 어우러지도록 해야한다.

 compareTo 메서드에서 필드 값을 비교할 때 <와 > 연산자를 쓰는 대신 박싱된 기본 타입 클래스가 제공하는 정적 compare 메서드를 사용하자.