[JAVA] 열거형 enums

🦊열거형(enums)

• 1.1 열거형이란?
• 1.2 열거형의 정의와 사용
• 1.3 열거형에 멤버 추가하기
• 1.4 열거형의 이해

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🐵1.1 열거형이란?

컴퓨터 프로그래밍에서 열거형이란 요소, 멤버라 불리는 명명된 값의 집합을 이루는 자료형이다.

자바의 열거형은 열거형이 갖는 값뿐만 아니라 타입까지 관리하기 때문에 보다 논리적인 오류를 줄일 수 있다.

class Card{
    static final int CLOVER = 0;
    static final int HEART = 1;
    static final int DIAMOND = 2;
    static final int SPADE = 3;
    
    static final int TWO = 0;
    static final int THREE = 1;
    static final int FOUR = 2;
    
    final int kind;
    final int num;
}

👇

class Card{
    enum Kind { CLOVER, HEART, DIAMOND, SPADE } // 열거형 Kind 정의
    enum Value { TWO, THREE, FOUR } //열거형 Value 정의
    
    final Kind kind; // 타입이 int 가 아닌 Kind 이다
    final Value value;
}

기존의 많은 언어들에서는 타입이 달라도 값이 같으면 조건식 결과가 참(true)이었으나 자바의 '타입에 안전한 열거형(typesafe enum)' 에서는 실제 값이 같아도 타입이 다르면 조건식의 결과가 false가 된다.

 

기존
if(Card.CLOVER == Card.TWO) // 의미상 false 이지만, 값 0으로 같아 true 로 나옴

enum 활용
if(Card.Kind.CLOVER == Card.Value.TWO) // 값이 0으로 동일 하지만, 의미는 달라 false로 나온다

이처럼 값뿐만 아니라 타입까지 체크하기 때문에 타입에 안전하다고 하는 것이다.

그리고 더 중요한 것은 열거형 상수를 사용하면, 기존의 소스를 다시 컴파일 하지 않아도 된다. ( 기존에는 해당 상수를 참조하는 모든 소스를 다시 컴파일 해야 했다.)

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🐵1.2 열거형의 정의와 사용

열거형을 정의하는 방법은 간단하다. 중괄호{} 안에 상수의 이름을 나열하기만 하면 된다.

enum 열거형명 { 상수명1, 상수명2, ... }

 

예제로 동서남북 4방향을 상수로 정의하는 열거형 Direction을 작성해보자.

enum Direction { EAST, SOUTH, WEST, NORTH }

이 열거형에 정의된 상수를 사용하는 방법은 '열거형명.상수명' 이다. 클래스의 static 변수를 참조하는 것과 동일하다.

class Unit{
    int x,y; //유닛 위치
    Direction dir; // 유닛 방향. 열거형을 인스턴스 변수로 선언
    
    void init(){
    	dir = Direction.EAST; // 유닛의 방향을 EAST로 초기화
    }
}

 

열거형 상수간의 비교에는 == 를 사용할 수 있다. equals()가 아닌 == 로 비교가 가능하다는 것은 그만큼 빠른 성능을 제공한다는 말이다. 그러나 > < 같은 비교연산자는 사용할 수 없고, compareTo()는 사용가능하다.

( compareTo() 는 두 비교대상이 같으면 0, 왼쪽이 크면 양수, 오른쪽이 크면 음수를 반환한다. )

if(dir == Direction.EAST){
	x++;
} else if (dir > Direction.WEST){ //에러. 열거형 상수에 비교연산자 사용 불가
	...
} else if (dir.compareTo(Direction.WEST) > 0){ // compareTo()는 사용 가능하다.
	...
}

 

다음과 같이 switch 문으로도 가능하다.

void move(){
    switch(dir){
    	case EAST: x++;
        	break;
        case WEST: x--;
        	break;
        case SOUTH: y++;
        	break;
        case NORTH: y--;
        	break;
    }
}

이때는 case문에 열거형 이름은 적지 않고, 상수명만 적어야 한다는 제약이 있다.

 

 

모든 열거형의 조상 - java.lang.Enum

열거형 Direction에 정의된 모든 상수를 출력하려면, 다음과 같이한다.

Direction[] dArr = Direction.values();

for(Direction d : dArr) // Direction.values() 모든 상수의 값을 담은 dArr 루프
	System.out.printf("%s = %d%n",d.name(),d.ordinal());

ordinal() 은 모든 열거형의 조상인 java.lang.Enum클래스에 정의된 것으로, 열거형 상수가 정의된 순서(0부터 시작)를 정수로 반환한다.

메서드	설명
Class<E> getDeclaringClass()	열거형의 Class 객체를 반환한다.
String name()	열거형 상수의 이름을 문자열로 반환한다.
int ordinal()	열거형 상수가 정의된 순서를 반환한다.(0부터 시작)
T valueOf(Class<T> enumType, String name)	지정된 열거형에서 name과 일치하는 열거형 상수를 반환한다.

valueOf() 는 열거형 상수의 이름을 이용하여 문자열 상수에 대한 참조를 얻을수있다.

Direction d = Direction.valueOf("WEST");

System.out.println(d); // WEST
System.out.println(Direction.WEST==Direction.valueOf("WEST")); //true

 

이제 예제를 통해 열거형을 직접 정의하고 사용해보자.

public class RoadToJavaApplication {
    enum Direction { EAST, SOUTH, WEST, NORTH }

    public static void main(String[] args) {
        Direction d1 = Direction.EAST;
        Direction d2 = Direction.valueOf("WEST"); //상수 이름으로 상수에 대한 참조를 얻을수있다.
        Direction d3 = Enum.valueOf(Direction.class,"EAST"); //지정된 열거형에서 상수명과 일치하는 상수 반환

        System.out.println("d1 = "+d1);
        System.out.println("d2 = "+d2);
        System.out.println("d3 = "+d3);

        System.out.println("d1==d2 : "+(d1==d2)); //열거형 상수간의 비교는 ==연산 가능. 결과 false
        System.out.println("d1==d3 : "+(d1==d3)); //열거형 상수간의 비교는 ==연산 가능. 결과 true
        System.out.println("d1.equals(d3) : "+(d1.equals(d3))); //equals로 비교 가능. ==보다 느린 성능
//        System.out.println("d1 > d3) : "+(d1>d3)); // > < 비교연산 사용 불가
        System.out.println("d1.compareTo(d3) : "+d1.compareTo(d3)); // a.compareTo(b) a,b 비교 하여 왼이 크면 양수,같으면 0, 오른이 크면 음수
        System.out.println("d1.compareTo(d2) : "+d1.compareTo(d2)); // a.compareTo(b) a,b 비교 하여 왼이 크면 양수,같으면 0, 오른이 크면 음수

        /* switch 연산 */
        switch (d1){
            case EAST: //Direction.EAST 라고 쓸 수 없다.
                System.out.println("Direction is EAST");break;
            case WEST:
                System.out.println("Direction is WEST");break;
            case SOUTH:
                System.out.println("Direction is SOUTH");break;
            case NORTH:
                System.out.println("Direction is NORTH");break;
        }

        Direction[] dArr = Direction.values(); //열거형의 모든 상수를 배열에 담아 반환

        for(Direction d : dArr)
            System.out.printf("%s = %d \n", d.name(),d.ordinal()); //이름과 순서
    }

}

🔻실행결과

d1 = EAST
d2 = WEST
d3 = EAST
d1==d2 : false
d1==d3 : true
d1.equals(d3) : true
d1.compareTo(d3) : 0
d1.compareTo(d2) : -2
Direction is EAST
EAST = 0 
SOUTH = 1 
WEST = 2 
NORTH = 3

 

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🐵1.3 열거형에 멤버 추가하기

Enum 클래스에 정의된 ordinal()이 열거형 상수가 정의된 순서를 반환하지만, 이 값을 열거형 상수의 값으로 사용하지 않는것이 좋다. 이 값은 내부적인 용도로만 사용되기 때문이다.

 

열거형의 상수값이 연속적이라면 상관없지만, 불연속적인 경우에는 이름 옆에 원하는 값을 괄호()와 함께 적어주면 된다.

    enum Direction {
        EAST(1), SOUTH(5), WEST(-1), NORTH(10); //끝에 ; 해주어야함

        private final int value;//인스턴스 변수

        Direction(int value) { //생성자
            this.value = value;
        }

        public int getValue() {
            return value;
        }
    }

지정된 값을 저장할 수 있는 인스턴스 변수와 생성자를 새로 추가해 주어야 한다.

열거형의 인스턴스 변수는 final이어야 한다는 제약은 없지만, value는 열거형 상수의 값을 저장하기 위한 것이므로 final을 붙임.

 

Direction d = new Direction(1); // 에러. 열거형의 생성자는 외부에서 호출 불가

열거형 Direction에 새로운 생성자가 추가 되었지만, 위와 같이 열거형의 객체를 생성할 수 없다. 열거형의 생성자는 제어자가 묵시적으로 private이기 때문이다.

enum Direction{
	...
	Direction(inte value) { // private Direction(inte value)와 동일
    ...
	}
}

 

필요하다면 , 아래와 같이 하나의 열거형 상수에 여러 값을 지정할 수 있다. 다만 그에 맞게 인스턴스 변수와 생성자 등을 새로 추가해주어야 한다.

enum Direction{
    EAST(1,">"),SOUTH(2,"V"),WEST(3,"<"),NORTH(4,"^");

    private static final Direction[] DIR_ARR = Direction.values();
    private final int value;
    private final String symbol; //인스턴스 변수 추가

    Direction(int value,String symbol){ // private
        this.value = value;
        this.symbol = symbol;
    }

    public int getValue(){return value;}
    public String getSymbol(){return symbol;}

    public static Direction of(int dir){
        if(dir < 1 || dir >4){
            throw new IllegalArgumentException("Invalid value :"+dir);
        }
        return DIR_ARR[dir-1];
    }
    //방향을 회전시키는 메서드. num의 값만큼 90도씩 시계방향으로 회전한다.
    public Direction rotate(int num){
        num = num % 4;
        if(num<0) num+=4; //num이 음수일 때는 시계 반대 방향으로 회전
        return DIR_ARR[(value-1+num)%4];
    }
    public String toString(){
        return name()+getSymbol();
    }
}

 

class EnumEx2 {

    @Test
    void main(){
        for(Direction d: Direction.values())
            System.out.printf("%s=%d%n",d.name(),d.getValue());

        Direction d1 = Direction.EAST;
        Direction d2 = Direction.of(1);

        System.out.printf("d1=%s, %d%n", d1.name(), d1.getValue());
        System.out.printf("d2=%s, %d%n", d2.name(), d2.getValue());

        System.out.println(Direction.EAST.rotate(1));
        System.out.println(Direction.EAST.rotate(2));
        System.out.println(Direction.EAST.rotate(-1));
        System.out.println(Direction.EAST.rotate(-2));
    }
}

🔻실행 결과

EAST=1
SOUTH=2
WEST=3
NORTH=4
d1=EAST, 1
d2=EAST, 1
SOUTHV
WEST<
NORTH^
WEST<

 

열거형에 추상 메서드 추가하기

아래의 열거형 Transportation은 운송 수단의 종류 별로 상수를 정의하고 있으며, 각 운송 수단에는 기본요금(BASIC_FARE)이 책정되어 있다.

 

enum Transportation {
	BUS(100), TRAIN(150), SHIP(100), AIRPLANE(300);
    
    private final int BASIC_FARE;
    private transportation(int basicFare) {
		BASIC_FARE = basicFare;
    }
    int fare() { //운송 요금을 반환
     return BASIC_FARE;
 	}
}

그러나 이것만으로는 부족하다.

 

 

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🐵1.4 열거형의 이해