[Java] 열거형 (enum)

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📍 학습 목표
열거형(enum)은 자바5에서 추가된 자료형으로 '의미가 부여된 이름'을 갖는 '상수'의 선언에 그 목적이 있다.
열거형(enum)가 추가 되기 전/후를 비교해서 어떤 점이 달라졌고 열거형이 무엇인지 알아보자!

열거형(enum) 추가 되기 전

인터페이스 기반의 상수 정의

interface Scale {
	int DO = 0; int RE = 1; int MI = 2; int FA = 3;
	int SO = 4; int RA = 5; int SI = 6;
}

인터페이스 내에 선언된 변수는 public, static, final이 선언된 것으로 간주한다.

🔍 인터페이스 기반의 상수 정의의 문제점

public  class Prac {	

    public static void main (String[] args) {    
    	who(Person.MAN);
    	who(Animal.DOG);
    	
    }
    
    public static void who(int man) {
    	switch(man) {
    	
    	case Person.MAN:
    		System.out.println("남성 손닙입니다.");
    		break;
    		
    	case Person.WOMAN:
    		System.out.println("여성 손님입니다.");
    		break;
    		
    	}  // end of switch
    	
    } 
    
}


interface Animal {
	int DOG = 1;
	int CAT = 2;
}

interface Person {
	int MAN = 1;
	int WOMAN = 2;
}

남성 손닙입니다.
남성 손닙입니다.

Person.MAN의 값이 1이다. 하지만 Animal.DOG의 값도 1이다. 그렇기 때문에 who() 메서드에 어떤 인터페이스의 상수가 오든 int 타입일 경우 컴파일 오류와 실행 오류를 발생시키지 않는다.
이런 문제를 해결하기 위해서 자바5에서 열거형(enum)이 추가됐다.

public  class Prac {	

    public static void main (String[] args) {    
    	System.out.println(Animal.CAT == Person.WOMAN);
    } 
    
}


interface Animal {
	int DOG = 1;
	int CAT = 2;
}

interface Person {
	int MAN = 1;
	int WOMAN = 2;
}

true

인터페이스 기반의 상수를 정의의 문제점을 더 자세히 보자면, Animal.CAT 과 Person.WOMAN은 서로 값은 같지만 타입이 달라서 false 값이 나와야 하지만 인터페이스 기반의 상수 정의에서는 true가 나온다.

열거형(enum) 추가

열거형 (enum)

모든 열거형은 java.lang.Enum 클래스의 자손이다.
열거형은 서로 관련된 상수를 편리하게 선언하기 위한 것으로 여러 상수를 정의할 때 사용하면 유용하다.
열거형은 '타입에 안전한 열거형(typesafe enum)'이라서 실제 값이 같아도 타입이 다르면 컴파일 에러가 발생한다.
- 인터페이스 기반의 상수 정의의 문제점 해결!
- enum 타입은 고정된 상수들의 집합으로 런타임이 아닌 컴파일 타임에 모든 값을 알고 있어야한다.
상수의 값이 바뀌면, 해당 상수를 참조하는 모든 소스를 다시 컴파일 해야한다. 하지만 열거형 상수를 사용하면, 기존의 소스를 다시 컴파일 하지 않아도 된다.
열거형 상수간의 비교에는 ==, equals() 를 사용할 수 있다. 그러나 ==의 속도가 더 빠르다.
- ==는 객체의 주소 비교이다. 열거형의 상수는 값이 바뀌지 않으므로 ==로 비교 가능한 것이다.
<, > 같은 비교 연산자는 사용할 수 없으나 compareTo()는 사용 가능하다.
- compareTo()로 비교할 때, 두 열거형 상수의 ordinal() 값을 서로 뺴준다. 비교 대상이 같으면 0. 왼쪽이 크면 양수, 오른쪽이 크면 음수를 반환한다.
- Enum 클래스는 Comparable<E>를 구현한 클래스다.
열거형의 생성자는 private만 선언할 수 있으나 생략 가능하다.
- 열거형의 생성자는 외부에서 호출불가

🔍 열거형의 정의

💡 방법1

enum 열거형이름 {상수명A, 상수명B, ...}

💡 방법2

enum 열거형이름 {상수명A(1), 상수명B(2), ...}

열거형 상수의 값이 불연속적인 경우에는 열거형 상수의 이름 옆에 원하는 값을 괄호()와 함께 적어주면 된다.
지정된 값을 저장할 수 있는 인스턴스 변수와 생성자를 새로 추가해줘야 한다.
- 이 때 열거형 상수를 먼저 정의한 다음에 열거형 상수 마지막에 ';' 를 붙인 후에 다른 멤버들을 추가해야한다.
하나의 열거형 상수에 여러 값을 지정할 수도 있다. 다만 그에 맞게 인스턴스 변수와 생성자 등을 새로 추가해야 한다.

예제1

enum Direction {
	EAST(1), SOUTH(5), WEST(-1), NORTH(10);  // 끝에 ; 추가할 것
	
	private int value;
	
	Direction(int value) {
		this.value = value;
	}
}

예제2

enum Direction {
	EAST(1, ">"), SOUTH(5, "V"), WEST(-1, "<"), NORTH(10, "^");
	
	private int value;
	private String symbol;
	
	Direction(int value, String symbol) {
		this.value = value;
		this.symbol = symbol;
	}
}

🔍 Enum 클래스의 메서드

메서드	설명
Class<E> getDeclaringClass()	열거형의 Class객체를 반환
String name()	열거형 상수의 이름을 문자열로 반환
int ordinal()	열거형 상수가 정의된 순서를 반환 (0부터 시작)
static <T extends Enum<T>> valueOf(Class<T>, enumType, String name)	지정된 열거형에서 name과 일치하는 열거형 상수를 반환
int compareTo(E o)	비교한다.

ordinal()이 열거형 상수에 정의된 순서를 반환하지만, 이 값을 열거형 상수의 값으로 사용하지 않는 것이 좋다. 이 값은 내부적인 용도로만 사용되기 위한 것이기 때문이다.

💡 컴파일러가 자동으로 추가해주는 메서드

메서드	설명
static E[] values()	열거형의 모든 상수를 배열에 담아 반환
static E valueOf(String name)	열거형 상수의 이름으로 문자열 상수에 대한 참조를 얻을 수 있다.

public  class Prac {	

    public static void main (String[] args) {    
 
    	Direction d = Direction.valueOf("WEST");
    	
    	System.out.println(d);
    	System.out.println(Direction.WEST == Direction.valueOf("WEST"));
    	
    }
}

enum Direction {
EAST, SOUTH, WEST, NORTH
}

WEST
true

🔍 예제

예제1

public  class Prac {	

    public static void main (String[] args) {    
    	Direction d1 = Direction.EAST;
    	Direction d2 = Direction.valueOf("WEST");
    	Direction d3 = Enum.valueOf(Direction.class, "EAST");
    	
    	System.out.println("d1 = " + d1);
    	System.out.println("d2 = " + d2);
    	System.out.println("d3 = " + d3);
    	
    	System.out.println();
    	
    	System.out.println("d1 == d2 ? " + (d1==d2));
    	System.out.println("d1 == d3 ? " + (d1==d3));
    	System.out.println("d1.equals(d3) ? " + d1.equals(d3));
    	System.out.println("d1.compareTo(d3) ? " + (d1.compareTo(d3)));
    	System.out.println("d1.compareTo(d2) ? " + (d1.compareTo(d2)));
    	
    	System.out.println();
    	
    	move(d1);
    	
    	System.out.println();
    	
    	Direction[] dArr = Direction.values();
    	
    	for(Direction d: dArr)
    		System.out.printf("%s = %d%n", d.name(), d.ordinal());
    	
    } 
    
    static void move(Direction dir) {
    	switch(dir) {
    	case EAST:
    		System.out.println("EAST");  // Direction.EAST라고 쓰면 안된다.
    		break;
    	case SOUTH:
    		System.out.println("SOUTH");
    		break;
    		
    	case WEST:
    		System.out.println("WEST");
    		break;
    		
    	case NORTH:
    		System.out.println("NORTH");
    		break;
    		
    	default:
    		System.out.println("Invalid diraction");
    	}  // end of switch
    	
    	
    }
    
}

enum Direction {
EAST, SOUTH, WEST, NORTH
}

d1 = EAST
d2 = WEST
d3 = EAST

d1 == d2 ? false
d1 == d3 ? true
d1.equals(d3) ? true
d1.compareTo(d3) ? 0
d1.compareTo(d2) ? -2

EAST

EAST = 0
SOUTH = 1
WEST = 2
NORTH = 3

swtich문의 조건식에도 열거형을 사용할 수 있다.
주의할 점은 case문에 열거형의 이름은 적지 않고 상수의 이름만 적어줘야한다.

예제2

public  class Prac {	

    public static void main (String[] args) {    
    	
    	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.println();
    	
    	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));
    	
    }
    
}

enum Direction {
	EAST(1, ">"), SOUTH(5, "V"), WEST(-1, "<"), NORTH(10, "^");
	
	private static final Direction[] DIR_ARR = Direction.values();
	private int value;
	private String symbol;
	
	Direction(int value, String symbol) {
		this.value = value;
		this.symbol = symbol;
	}
	
	public int getValue() {return value;}
	public String getSymbol() {return symbol;}

	public static Direction of(int dir) {
		
		// 0~3 범위 벗어나면 예외 발생
		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();
	}
	
}

EAST = 1
SOUTH = 5
WEST = -1
NORTH = 10

d1 = EAST, 1
d2 = EAST, 1
SOUTHV
WEST<
NORTH^
WEST<

예제3 ㅡ 열거형에 추상 메서드 추가하기

public  class Prac {	

    public static void main (String[] args) {    
    	
    	System.out.println("bus fare = " + Transportation.BUS.fare(100));
    	System.out.println("train fare = " + Transportation.TRAIN.fare(100));
    	System.out.println("ship fare = " + Transportation.SHIP.fare(100));
    	System.out.println("airplane fare = " + Transportation.AIRPLANE.fare(100));
    	
    }
    
}

enum Transportation {
	BUS(100) {
		int fare(int distance) {
			return distance * BASIC_FARE;
		}
	},
	TRAIN(150){
		int fare(int distance) {
			return distance * BASIC_FARE+ 50;
		}
	},
	SHIP(100){
		int fare(int distance) {
			return distance * BASIC_FARE + 100;
		}
	},
	AIRPLANE(300){int fare(int distance) {return distance * BASIC_FARE * 2;}};
	
	
	protected int BASIC_FARE;  // protected로 해야 각 상수에서 접근 가능

	Transportation(int basicFare) {
		BASIC_FARE = basicFare;
	}

	public int getBasicFare() {return BASIC_FARE;}
	abstract int fare(int distance);
	

}

bus fare = 10000
train fare = 15050
ship fare = 10100
airplane fare = 60000

열거형에 추상 메서드 fare(int distance)를 선언하면 각 열거형 상수가 이 주상 메서드를 반드시 구현해야 한다.
각 열거형 상수가 추상 메서드 fare()를 각기 다른 내용으로 구현할 수 있어서 거리에 따라 요금을 계산하는 방식을 운송 수단마다 다르게 할 수 있다.

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열거형(enum) 추가 되기 전

인터페이스 기반의 상수 정의

🔍 인터페이스 기반의 상수 정의의 문제점

열거형(enum) 추가

열거형 (enum)

🔍 열거형의 정의

🔍 Enum 클래스의 메서드

🔍 예제

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