java Enum

enum (열거형)

열거형이란 상수를 정의한 타입이다. 예를 들어 계절이라는 열거형 타입은 SPRING, SUMMER, FALL, WINTER라는 4개의 상수와 그 상수에 해당하는 값을 정의한다. 계절 외에도 성별, 트럼프 카드, 결제 수단 등 제한된 범위의 상수를 표현할 데이터 타입을 찾고 있다면 enum을 사용하도록 하자. 열거형의 장점으로 다음 2가지가 있다.

• 상수의 의미가 바로 와닿는다. 코드 상의 Gender.MALE, Gender.FEMALE이라는 상수는 각각 성별의 남자와 여자를 나타낸다는 것을 쉽게 알 수 있다.
• 상수 값을 쉽게 바꿀 수 있다. 열거형의 정의만 바꿔주면 되어 코드는 변하지 않는다.

enum 정의와 사용

아래는 열거형을 정의하는 기본 코드다.

enum Direction { EAST, SOUTH, WEST, NORTH }

열거형에 정의된 상수는 열거형이름.상수명으로 사용할 수 있으며 열거형 상수간의 비교에는 '==' 연산자를 사용할 수 있다. 단 '<', '>'와 같은 비교연산자는 사용할 수 없고 compareTo 메서드는 사용가능하다. 열거형 상수 비교 시 타입을 맞춰야한다. 즉 같은 타입의 열거형 상수만 비교할 수 있으며 이로 인해 상수 또한 타입 안전성(Type Safe)이 보장되도록 만든다.

import java.lang.*;

public class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        //1.
        System.out.println(Gender.MALE == Gender.FEMALE);

        //2.
        Gender gender = Gender.MALE;
        System.out.println(gender == Gender.FEMALE);

        //3.
        //System.out.println(Gender.MALE == Season.WINTER); 컴파일 에러
    }
}

enum Gender {
    MALE, FEMALE;
}

enum Season {
    SPRING, SUMMER, FALL, WINTER;
}

상수값 정의

열거형 상수에 상수 값을 정의하는 코드다.

import java.lang.*;

public class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        //1.
        Gender gender = Gender.MALE;
        System.out.println(gender); //gender.name()으로 상수명 접근가능
        System.out.println(gender.getCode());

        //2.
        Season season = Season.WINTER;
        System.out.println(season); //season.name()으로 상수명 접근가능
        System.out.println(season.getCode());
        System.out.println(season.getSeasonStr());
    }
}

enum Gender {
    MALE(0), FEMALE(1);
    private final int code;
    Gender(int code) {
        this.code = code;
    }
    public int getCode() {
        return code;
    }
}

enum Season {
    SPRING(0, "봄"), SUMMER(5, "여름"), FALL(10, "가을"), WINTER(15, "겨울");
    private final int code;
    private final String seasonStr;
    Season(int code, String seasonStr) {
        this.code = code;
        this.seasonStr = seasonStr;
    }
    public int getCode() {
        return code;
    }
    public String getSeasonStr() {
        return seasonStr;
    }
}

열거형 상수 옆에 괄호로 상수 값을 지정하며 상수 값을 저장할 수 있는 인스턴스 변수와 생성자를 추가해야한다. 인스턴스 변수에 상수값이 저장되며 상수임을 나타내기 위해 final을 추가했다. 그리고 인스턴스 변수의 접근 제어자를 private로 설정했으므로 인스턴스 변수에 접근할 수 있는 get 메서드를 추가했다. 열거형의 생성자는 접근 제어자가 묵시적으로 private이다.

java.lang.Enum

모든 열거형은 Enum 클래스를 상속받고 있다. 아래는 Enum 클래스의 코드 중 일부분이다.

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>
        implements Comparable<E>, Serializable {
   
    private final String name;
    
    public final String name() {
        return name;
    }
  
    private final int ordinal;

    public final int ordinal() {
        return ordinal;
    }
    
    protected Enum(String name, int ordinal) {
        this.name = name;
        this.ordinal = ordinal;
    }
    
    public String toString() {
        return name;
    }

    public final boolean equals(Object other) {
        return this==other;
    }
 
    public final int compareTo(E o) {
        Enum<?> other = (Enum<?>)o;
        Enum<E> self = this;
        if (self.getClass() != other.getClass() && // optimization
            self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
            throw new ClassCastException();
        return self.ordinal - other.ordinal;
    }

    @SuppressWarnings("unchecked")
    public final Class<E> getDeclaringClass() {
        Class<?> clazz = getClass();
        Class<?> zuper = clazz.getSuperclass();
        return (zuper == Enum.class) ? (Class<E>)clazz : (Class<E>)zuper;
    }

    public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType,
                                                String name) {
        T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name);
        if (result != null)
            return result;
        if (name == null)
            throw new NullPointerException("Name is null");
        throw new IllegalArgumentException(
            "No enum constant " + enumType.getCanonicalName() + "." + name);
    }
}

내부적으로 name와 ordinal 변수를 가지고 있다. name은 열거형 상수의 문자열 값이며 ordinal은 열거형 상수가 정의된 순서이다. (0부터 시작한다.) 이밖에도 valueOf, getDeclaringClass() 등 여러 메서드가 있다. 추가적으로 아래 메서드를 컴파일러가 자동으로 추가한다.

static E values()
static E valueOf(String name)

values 메서드는 열거형에 정의된 모든 열거형 상수를 담은 배열을 리턴하며 valueOf는 파라미터 name과 일치하는 열거형 상수를 리턴한다.

import java.lang.*;

public class Solution {
    public static void main(String[] args) {
        Season[] seasonArr = Season.values();

        for(Season season : seasonArr) {
            System.out.println(season);
            System.out.println(season == Season.valueOf("WINTER")); //(season == Season.WINTER)와 같다.
        }
    }
}

enum Gender {
    MALE(0), FEMALE(1);
    private final int code;
    Gender(int code) {
        this.code = code;
    }
    public int getCode() {
        return code;
    }
}

enum Season {
    SPRING(0, "봄"), SUMMER(5, "여름"), FALL(10, "가을"), WINTER(15, "겨울");
    private final int code;
    private final String seasonStr;
    Season(int code, String seasonStr) {
        this.code = code;
        this.seasonStr = seasonStr;
    }
    public int getCode() {
        return code;
    }
    public String getSeasonStr() {
        return seasonStr;
    }
}

열거형의 이해

자바의 정석 책을 보면 열거형 상수 하나하나가 객체라고 설명한다. 예를 들어 위의 Season 열거형을 클래스로 표현하면 아래와 같다.

class Season {
    private static int id = 0;
    public static final Season SPRING = new Season("SPRING",0, "봄");
    public static final Season SUMMER = new Season("SUMMER", 5, "여름");
    public static final Season FALL = new Season("FALL", 10, "가을");
    public static final Season WINTER = new Season("SPRING", 15, "겨울");

    private final String name;
    private final int ordinal;
    private final int code;
    private final String seasonStr;

    private Season(String name, int code, String seasonStr) {
        this.name = name;
        this.ordinal = id++;
        this.code = code;
        this.seasonStr = seasonStr;
    }
    public int getCode() { return code; }
    public String getSeasonStr() { return seasonStr; }
}

싱글톤 패턴을 적용해 프로그램에서 단 하나의 인스턴스만 존재하도록 만들었으며 인스턴스 변수는 final로 설정되어 값이 바뀌지 않는다. 이럼으로써 Season의 SPRING, SUMMER, FALL, WINTER은 객체이지만 동시에 상수로 취급될 수 있다. enum의 동작 방식도 이와 유사하기에 생성자의 접근제어자도 private이며 열거형 상수간의 '==' 연산이 가능하다. 주소값이 같으면 같은 열거형 상수이기 때문이다.