확장할 수 있는 열거 타입이 필요하면 인터페이스를 사용하라 - Effective Java[38]

🔗 열거 타입은 모든 상황에서 타입 안전 열거 패턴보다 우수하지만 단 하나의 예외가 있다.

• 타입 안전 열거 패턴은 확장할 수 있으나 열거 타입은 그럴 수 없다는 것이다.

• 달리 말하면, 타입 안전 열거 패턴은 열거한 값들을 그대로 가져온 다음 값을 더 추가하여 다른 목적으로 쓸 수 있는 반면, 열거 타입은 그렇게 할 수 없다는 뜻이다.

💎 대부분의 상황에서 열거 타입을 확장하는건 좋지 않은 생각이야!

• 확장한 타입의 원소는 기반 타입의 원소로 취급하지만 그 반대는 성립하지 않는다면 이상하다!

• 기반 타입과 확장된 타입들의 원소 모두를 순회할 방법도 마땅치 않다.

• 확장성을 높이려면 고려할 요소가 늘어나 설계와 구현이 더 복잡해진다.

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💎 그래도 확장할 수 있는 열거 타입이 쓰이는 한 구석은 있지~ 연산 코드 (operation code)

• 연산 코드의 각 원소는 특정기계가 수행하는 연산을 뜻한다.
  • 이따금 API가 제공하는 기본 연산 외에 사용자 확장 연산을 추가할 수 있도록 열어줘야 할 때가 있다.

• 아래와 같이 열거 타입으로 이 효과를 내는 멋진 방법이 있다.

  • 열거 타입이 임의의 인터페이스를 구현할 수 있다는 사실을 이용하는 것이다.

  • 연산 코드용 인터페이스를 정의하고 열거 타입이 이 인터페이스를 구현하게 하면 된다.

  • 이때 열거 타입이 그 인터페이스의 표준 구현체 역할을 한다.

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💎 인터페이스를 이용해 확장 가능 열거 타입을 흉내 냈다.

public interface Operation {
    double apply(double x, double y);
}

public enum BasicOperation implements Operation {
    PLUS("+") {
        public double apply(doulbe 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 Operation은 확장할 수 있고, 이 인터페이스를 연산의 타입으로 사용하면 된다.

• 이렇게 하면 Operation을 구현한 또 다른 열거 타입을 정의해 기본 타입인 BasicOperation을 대체 할 수 있다.

  • ex) 아래와 같이 앞의 연산 타입을 확장해 지수 연산(EXP)과 나머지 연산(REMAINDER)를 추가해보자.

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💎 확장 가능 열거 타입

public enum ExtendedOperation implements Operation {
    EXP("^") {
        pulbic 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;
    }
}

• 새로 작성한 연산은 기존 연산을 쓰던 곳이면 어디든 쓸 수 있다.

  • (BasicOperation이 아닌) Operation 인터페이스를 사용하도록 작성되어 있기만 하면 된다.

• apply가 인터페이스(Operation)에 선언되어 있으니 열거 타입에 따로 추상 메소드로 선언하지 않아도 된다.

• 개별 인스턴스 수준에서뿐 아니라 타입 수준에서도, 기본 열거 타입 대신 확장된 열거 타입을 넘겨 확장된 열거 타입의 원소 모두를 사용하게 할 수도 있다.

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 메소드는 test 메소드에 ExtendedOperation의 class 리터럴을 넘겨 확장된 연산들이 무엇인지 알려준다.

  • 여기서 class 리터럴은 한정적 타입 토큰 역할을 한다.

  • opEnumType 매개변수의 선언 (<T extends Enum<T> & Operation> Class<T>) 은 Class 객체가 열거 타입인 동시에 Operation의 하위 타입이어야 한다는 뜻이다.

  • 열거 타입이어야 원소를 순회할 수 있고, Opeartion이어야 원소를 뜻하는 연산을 수행할 수 있기 때문이다.

• 두 번째 대안은 Class 객체 대신 한정적 와일드카드 타입인 Collection<? extends Operation>을 넘기는 방법이다.

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 호출할 수 있게 되었다.

• 반면, 특정 연산에서는 EnumSet과 EnumMap을 사용하지 못한다.

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🔗 인터페이스를 확장한 열거 타입 흉내 방식도 사소한 문제가 있어!

• 열거 타입끼리 구현을 상속할 수 없다는 점이다.

• 아무 상태에도 의존하지 않는 경우에는 디폴트 구현을 이용해 인터페이스에 추가하는 방법이 있다.

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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 타입(혹은 다른 타입)을 만들 수 있다.

그리고 API가(기본 열거 타입을 직접 명시하지 않고) 인터페이스 기반으로 작성되었다면

기본 열거 타입의 인스턴스가 쓰이는 모든곳을 새로 확장한 열거 타입의 인스턴스로 대체해 사용할 수 있다.

참조 - 이펙티브 자바 3/E - 조슈아 블로크