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Enum

학습할 것 (필수)

  • enum 정의하는 방법
  • enum이 제공하는 메소드 (values()와 valueOf())
  • java.lang.Enum
  • EnumSet

1. enum을 정의하는 방법

(1) Enum이란?

  • 열거형은 서로 연관된 상수를 편리하게 선언하기 위한 것으로 여러 상수를 정의할 때 유용하다.

  • 자바 Enum의 장점 : 타입에 안전한 열거형(type-safe enum)

    • C언어 : 타입이 달라도 값이 같으면 조건식 결과가 참(true)이다.

    • Java : 타입과 실제 값이 모두 일치해야 한다. (타입이 다를 경우, 컴파일 에러를 발생한다.)

      Enum Card {
  TWO(2);  
  //생성자, 변수 생략
}

Enum Wheel {
  MOTOR_CYCLE(2);
  //생성자, 변수 생략
}

class Test {
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println(Card.TWO == Wheel.MOTOR_CYCLE);
    //java: incomparable types: enum_test.Card and enum_test.Wheel (값은 같지만 타입이 다르다.)
  }
}

  • 각각의 상수들은 객체이며, 각각의 상수는 public static final이 선언되어있다. static final이 선언되어있으므로 동등성을 보장하고 ==을 통해서 비교가 가능하다.

    classd Card {
  static final Card TWO = new Card(2);
  
  private int value;
  
  private Card (int value) {
    this.value = value;
  }
}

(2) Enum 정의 및 사용법

  1. 정의하는 방법 : Enum 이름을 명시하고, 괄호{} 안에 상수 이름을 나열한다.

    Enum 열거형 이름 {
  enum 열거형 이름 {상수명1, 상수명2, 상수명3}
}

  2. 열거형 상수 비교

    • Enum의 상수들은 각각 ==선언해서 비교가 가능하다.

    • 비교 연산자의 경우, compareTo() 메서드를 사용한다. >, < 사용불가

      public class Test {
  public static void main (String[] args) {
    System.out.println(Card.TWO.compareTo(Card.ONE)); //상수에 값을 설정하지 않을 경우, ordinal로 비교한다.
  }
}

  3. 열거형 추상 메서드 추가하기

    • 각각의 상수마다 다른 연산을 지정해야 하는 경우가 발생하다. 이 때, 추상 메서드를 이용해서 다른 연산을 처리할 수 있도록 한다.

      public enum Calculator {
    ADD("+") {
        @Override
        double calculate(double a, double b) {
            return a + b;
        }
    }
  	//뺄셈, 곱하기, 나눗셈
      ;

    private String operator;

    abstract double calculate(double a, double b);

    Calculator(String operator) {
        this.operator = operator;
    }
}

    • 추상 메서드를 선언하는 것도 좋지만, FunctionalInterface와 lambda를 사용하면 코드가 조금 더 간결해진다.

      public enum Calculator {
    ADD("+", (a, b) -> a + b),
    SUBSTRACT("-", (a, b) -> a - b),
    MULTIPLY("*", (a, b) -> a *  b),
    MODIFY("/", (a, b) -> a / b);

    private String operator;

    private BiFunction<Double, Double, Double> calculate;

    Calculator(String operator, BiFunction<Double, Double, Double> calculate) {
        this.operator = operator;
        this.calculate = calculate;
    }

    public double calculate(double a, double b) {
        return this.calculate.apply(a, b);
    }
}


2. enum이 제공하는 메서드 (values() + valueOf())

메서드 설명
T[] values() 해당 enum 타입에 정의된 상수 배열을 반환한다.
Class gettDeclaringClass() 열거형의 객체를 반환한다.
String name() 열거형 상수의 이름을 문자열로 반환한다.
int ordinal() 열거형 상수가 정의돈 순서를 반환한다. (index는 0부터 시작)
T valueOf(Class enumType, String name) 지정된 열거형에서 name과 일치하는 열거형 상수를 반환한다.

(1) values()

  • 해당 클래스의 상수를 배열에 저장해서 반환하는 메서드

    public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        for (Calculator value : Calculator.values()) {
            System.out.println(value);
        }
    }
}


//결과
//ADD
//SUBSTRACT
//MULTIFLY
//MODIFY

(2) valueOf()

  • 문자열 형태로 상수 이름을 입력하면 해당하는 상수를 반환하는 메서드

  • java.lang.enum에 구현된 values() 로직

    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);
}

(3) of() : value를 통해서 field를 반환하는 메서드

  • 이전에 CS 좌표 미션에서 사용했던 of 메서드

    import java.util.Arrays;
import java.util.function.Function;

public enum FigureKind {
    LINE(Line.NUMBER_OF_POINTS, Line::new),
    TRIANGLE(Triangle.NUMBER_OF_POINTS, Triangle::new),
    RECTANGLE(Rectangle.NUMBER_OF_POINTS, Rectangle::new);

    private int numberOfPoints;
    private Function<Points, Figure> mapper;

    FigureKind(int numberOfPoints, Function<Points, Figure> mapper) {
        this.numberOfPoints = numberOfPoints;
        this.mapper = mapper;
    }

    public Figure createShape(Points points) {
        return mapper.apply(points);
    }

    public static FigureKind of(int numberOfPoints) {
        return Arrays.stream(values())
                .filter(figureKind -> figureKind.numberOfPoints == numberOfPoints)
                .findAny()
                .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("일치하는 도형이 없습니다."));
    }
}


3. java.lang.Enum

public abstract class Enum<E extends Enum<E>> implements Comparable<E>, Serializable {
    /**
     * The name of this enum constant, as declared in the enum declaration.
     * Most programmers should use the {@link #toString} method rather than
     * accessing this field.
     */
    private final String name;
  
      public final String name() {
        return name;
    }
}
  • java.lnag.Enum은 모든 자바 열거형의 조상이다. 모든 열거형은 Enum 클래스를 상속받기 때문에 enum type은 별도로 상속 받을 수 없다.
  • 위에 선언한 메서드들은 해당 클래스에 선언되 있지만, 대부분의 method는 final로 선언되어 있기 때문에 별도의 overrding을 할 수 없다.



4. EnumSet

  • Enum type을 사용하기 위한 Set 구현체

  • 특징

    • EnumSet은 AbstractSet class를 상속하고 Set interface를 구현한다.

    • EnumSet은 Java Collections Framework이지만, 동기화(Synchornized) 되지 않는다.

      (동기식으로 사용하기 위해서는 Collections.synchronizedMap 사용 또는 외부에서 동기화 구현)

    • 모든 메서드는 arithmetic bitwise operation을 사용하기 때문에 모든 기본 연산의 시간 복잡도가 O(1)이다.

      • bitwise operation : 비트 연산

    • null 객체를 허용하지 않고 그렇게 하면 NullPointerException을 발생시킨다.

  • 예시

    public class EnumSetTest {
    public static void main(String[] args) {
        EnumSet<Calculator> enumSet1, enumSet2, enumSet3, enumSet4;

        enumSet1 = EnumSet.of(Calculator.ADD, Calculator.MODIFY);
        enumSet2 = EnumSet.complementOf(enumSet1);
        enumSet3 = EnumSet.allOf(Calculator.class);
        enumSet4 = EnumSet.range(Calculator.SUBSTRACT, Calculator.MULTIPLY);

        System.out.println("enumSet1 = " + enumSet1);
        System.out.println("enumSet2 = " + enumSet2);
        System.out.println("enumSet3 = " + enumSet3);
        System.out.println("enumSet4 = " + enumSet4);
    }
}

//결과
//enumSet1 = [ADD, MODIFY]
//enumSet2 = [SUBSTRACT, MULTIPLY]
//enumSet3 = [ADD, SUBSTRACT, MULTIPLY, MODIFY]
//enumSet4 = [SUBSTRACT, MULTIPLY]

Reference