[Java] enum의 정의와 활용

작년에 엑셀 다운로드 모듈을 만들 때 cell의 속성과 관련한 부분에서 enum을 적용했었다. 올해 엑셀 모듈에 새로운 구현 클래스를 추가해볼까 하고 살펴보던 중, enum에 대해 더 공부하고 블로그로 작성하면 좋을 것 같아 이렇게 정리한다.
 

🧊 enum(열거형) 이란?

열거형은 서로 관련된 상수를 편리하게 선언하기 위한 것으로 여러 상수를 정의할 때 사용하면 유용하다.
일정 개수의 상수 값을 정의한 다음, 그 외의 값은 허용하지 않는다.
 
.java확장자를 사용하며, 클래스이기 때문에 생성자를 가질 수 있다. 생성자의 접근제어자는 private으로 외부에서 인스턴스화할 수 없다. 그리고 마찬가지로 내부에서도 열거형을 인스턴스화할 수 없다.
 
필드도 추가할 수 있고, 일반 메소드를 생성할 수 있다. 만약 필드를 생성했다면 그에 맞게 생성자를 꼭 생성해주어야한다.

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열거형을 정의하는 방법은 아래와 같다.

enum 열거형이름 {상수1, 상수2, ...}

아래 예시를 통해 가장 간단히 열거형을 정의한 형태를 살펴보자.

//1번
public enum Day {
  MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;   //상수이므로 관례에 따라서 대문자로 작성. 대문자 스네이크 케이스 사용. 
}

//2번
public enum Day {
  MON, TUE, WED, THU, FRI, SAT, SUN;
  
  private Day() {
    // TODO Auto-generated constructor stub
  }
}

열거형에 필드가 없는 경우는, 1번과 2번 모두 사용할 수 있다. 
생성자를 정의할 수 있는 이유가 뭘까?  열거형은 아래와 같이 생긴 클래스와 같기 때문이다.
즉 열거형에서는 상수 하나당 인스턴스가 생성된다.

class Day {
  public static final MON = new Day("Mon");
  public static final TUE = new Day("TUE");
  public static final WEN = new Day("WEN");
  public static final THU = new Day("THU");
    ...
}

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열거형 상수 간 비교에는 '=='을 사용할 수 있다.
equals()가 아닌 '=='로 비교가 가능하기 때문에 그만큼 빠른 성능을 제공할 수 있다.

public class Unit {
  int x,y;
  Day day;          //열거형을 인스턴스 변수로 선언
  
  void init() {
    day = Day.SAT;  //열거형에 정의된 상수를 사용하는 방법: [열거형이름.상수명] , day를 Sat으로 초기화
  }
}

 
 

🧊 enum 은 왜 사용하는가?

1. 코드가 단순해지며 가독성이 좋아진다.
아래 클래스 Day와 열거형 Day의 기능은 같지만, enum이 한 눈에 들어올 만큼 단순한 구조이다. 

class Day {
	public static final MON = new Day("MON");
	public static final TUE = new Day("TUE");
	public static final WEN = new Day("WEN");
	public static final THU = new Day("THU");
    
    private String day_nm;
    
    private Day(String day_nm){
      this.day_nm = day_nm
    }
}

 

public enum Day {
  MON, TUE, WED, THU;

 
2. 키워드 enum을 사용하기 때문에 구현의 의도가 열거임을 분명히 나타낼 수 있다.
 
3. 인스턴스 상속과 생성을 제한할 수 있다.
열거형은 암시적으로 java.lang.Enum 클래스를 상속하는데, 자바에선 클래스의 다중 상속을 허용하지 않으므로 다른 열거형이나 클래스를 상속할 수는 없다.
클래스는 상속받을 수 없지만 인터페이스는 implements를 통해 상속받아 사용할 수 있다.
 
4. 인스턴스가 JVM 내에 하나만 존재한다는 것이 100% 보장되므로 싱글톤을 만드는 좋은 방법이다.
 
5. 특정 범위의 값만 사용가능하므로 컴파일 오류나 런타임 예외를 줄일 수 있어, 컴파일 타임에 타입 안정성을 보장한다.
그러므로 제한된 값 목록을 필요로 하는 경우 유용하다.
 
6. 값이 추가되거나 변경되는 경우, 한 곳에서만 변경하면 되기 때문에 코드의 유지 보수가 용이하다.
 
 

🧊 enum 활용

💧 필드, 메소드 추가

java에서 열거 타입은 필드와 메소드를 추가하여 사용할 수 있다.
생성자를 통해 필드를 초기화하기 때문에 필드의 접근 제한자는 private으로 하여 다른 곳에서 값을 변경하지 못하게 하여 사용할 수 있다.
 
일반적으로 클래스에서 필드를 사용하는 것처럼 필드를 명시하고 그에 맞는 생성자를 정의하면 된다.
이때, 각 열거 객체의 필드는 상수 이름 옆에 괄호 () 를 사용하여 적어준다.

public enum Day2 {
  MON("월요일", 5),
  TUE("화요일", 4),
  WED("수요일", 3),
  THU("목요일", 2),
  FRI("금요일", 1),
  SAT("토요일", 0),
  SUN("일요일", 0);

  private final String str;
  private final int dDay;
  
  private Day2(String string, int i) {
    this.str  = string;
    this.dDay = i;
  }
  
  public void dDayByWeekend() {
    System.out.println(str + "은 주말까지 " + dDay + "일 남았습니다.");
  }
}

 
만약 필드의 접근제한자가 public이면 어떻게 될까?
업무할 때는 쓰지 않겠지만 한 번 테스트해보았다.

public enum Day2 {
  MON("월요일", 5),
  TUE("화요일", 4),
  WED("수요일", 3),
  THU("목요일", 2),
  FRI("금요일", 1),
  SAT("토요일", 0),
  SUN("일요일", 0);
  
  public String str;
  public int dDay;
//  private final String str;
//  private final int dDay;
  
  private Day2(String string, int i) {
    this.str  = string;
    this.dDay = i;
  }
  
  public void dDayToWeekend() {
    System.out.println(str + "은 주말까지 " + dDay + "일 남았습니다.");
  }
}

Day2 열거형의 dDayToWeekend() 를 실행해보자. 

public static void main(String[] args) {
  Day2.MON.dDay = 1;
  Day2.MON.dDayToWeekend();
}

실행 결과는 다음과 같다.

//월요일은 주말까지 1일 남았습니다.

월요일은 주말까지 5일 남았음에도 불구하고 사용자 맘대로 1일로 변경이 된 것을 볼 수 있다.
아무리 월요일의 다음날이 주말이길 바란다고 해도 실제로 일어날 수 없는 일이다. 따라서 '1'로 임의로 변경할 수 있도록 하는 것은 막아야할 것이다. 즉 정해져 있는 값이 있는 경우 사용자마다 값을 바꿔서 사용할 수 있다면 enum을 정의하는 의미가 없을 것이다.
따라서 열거형에서 필드의 접근제한자는 private으로 설정해주어야 한다.

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위에서 정의한 Day와 Day2 열거형을 필드로 하는 Unit 클래스를 생성하고 활용해보자.
먼저 getDarkness(Day2 day) 메소드를 살펴보면 열거형으로 switch문을 사용하는 방식을 볼 수 있다.

public class Unit {
  int dark_index = 0;
  Day day;
  Day2 day2;
  
  public Unit() {};
  
  void init() {
    day = Day.MON;
    day2 = Day2.MON;
  }
  
  void getDarkness(Day2 day2) {
    switch (day2) {
      case Mon: dark_index = day2.dDay;  //case day2.Mon 가 아니다.
        break;
      case Tue: dark_index = day2.dDay;
        break;
      case Wed: dark_index = day2.dDay;
        break;
      case Thu: dark_index = day2.dDay;
        break;
      case Fri: dark_index = day2.dDay;
        break;
      case Sat: dark_index = day2.dDay;
        break;
      case Sun: dark_index = day2.dDay;
        break;
      default:
        throw new IllegalArgumentException("Invalid day2 : " + day2);
    }
    
    System.out.println(day2.str + "의 낯빛 어두움 지수 : " + dark_index);
  }
}

Day2 열거형에 정의된 상수인 Mon, Wed, Sat를 이용하여 getDarkness()메소드를 실행했다.
getDarkness()의 switch문에 따라 출력된 내용을 확인할 수 있다.

Unit u = new Unit();
u.getDarkness(Day2.MON);
u.getDarkness(Day2.WED);
u.getDarkness(Day2.SAT);

실행 결과는 다음과 같다.

//월요일의 낯빛 어두움 지수 : 5
//수요일의 낯빛 어두움 지수 : 3
//토요일의 낯빛 어두움 지수 : 0

 
 

🧊 enum 과 JVM

추후 업데이트할 예정이다.
 
 
 
참고
1. https://johngrib.github.io/wiki/java/enum/
2. https://blog.hexabrain.net/393
3. https://hudi.blog/java-enum/
4. https://www.nextree.co.kr/p11686/
5. https://velog.io/@mooh2jj/Java-Enum을-사용하는-이유
6. 자바의 정석(남궁성, 도우출판)