[Java]Enum - 열거형

문자열과 타입 안정성(Enum의 등장 배경)

열거형을 이해하기 위해서는 근본적으로 열거형이 왜 필요한지에 대한 이유부터 알아야한다.
아래의 예시로 그 이유를 알아보자.

❓단순 String을 사용하면 어떤 문제가 있을까

✅요구사항

고객은 3등급으로 나누고, 상품 구매시 등급별로 할인을 적용한다. (할인 시 소수점 이하는 버린다.)

Basic →10%할인, Gold→20%할인, Diamond→30%할인

public class DiscountService {
 public int discount(String grade, int price){
     int discountPercent = 0;
     switch (grade){
         case "BASIC":
             discountPercent = 10;
             break;
         case "GOLD":
             discountPercent = 20;
             break;
         case "DIAMOND":
             discountPercent = 30;
             break;
     }
     return price * discountPercent / 100;
 }
}

/*메인클래스*/
public class StringGradeMain {
  public static void main(String[] args) {
     int price = 10000;
     DiscountService discountService = new DiscountService();
     int basic = discountService.discount("BASIC", price);
     int gold = discountService.discount("GOLD", price);
     int diamond = discountService.discount("DIAMOND", price);
  }
}

위 클래스의 문제점이 무엇일까? 단순히 문자열을 입력하여 할인율을 구하는 방식은 오타가 발생하기도 쉽고, 유효하지 않은 값이 입력될 가능성이 있다. 예를 들어 존재하지 않는 등급을 입력하거나, 오타를 내거나, 소문자를 입력하는 등 정확한 할인율을 구할 수 없는 문자열을 입력한 상황에도 런타임 전까지 코드는 아무런 문제도 발생시키지 않는다.

위의 예시처럼 String을 사용하는 경우 타입 안정석이 부족한 문제가 발생하게 된다.

• 타입 안정성 부족 : 문자열은 오타가 발생하기 쉽고, 유효하지 않은 값이 입력될 수 있다.

• 데이터 일관성 : “GOLD”, “gold”, “Gold” 등 다양한 형식으로 문쟈열을 입력할 수 있기 때문에 일관성이 떨어진다.

• 컴파일 시 오류 감지 불가 : 잘못 된 값을 입력하더라도 컴파일 시에 감지되지 않고, 런타임시에만 문제가 발견되기 때문에 디버깅이 어려워 질 수 있다.

이러한 문제를 해결하려면 값을 특정 범위로 제한해야만한다. 예시로 비유하자면 정확히 BASIC, GOLD, DIAMOND라는 문자만 메서드에 전달 될 수 있도록 제한해야한다는 것이다. 하지만 String 클래스는 어떤 문자열이든 받을 수 있기 때문에 자바 문법 관점에서는 이를 String으로서 해결할 수 있는 방법이 없다.

❓상수를 사용한다면 해결될까?

public class StringGrade {
  public static final String BASIC = "BASIC";
  public static final String GOLD = "GOLD";
  public static final String DIAMOND = "DIAMOND";
}

/*메인클래스*/
public class StringGradeMain {
  public static void main(String[] args) {
     int price = 10000;
     DiscountService discountService = new DiscountService();
     int basic = discountService.discount(StringGrade.BASIC, price);
     int gold = discountService.discount(StringGrade.GOLD, price);
     int diamond = discountService.discount(StringGrade.DIAMOND, price);
  }
}

그렇다면 오타나, 정확하지 않은 문자열이 들어가지 않도록 상수를 사용한다면 문제는 해결될까? 코드가 조금 더 명확해질 수는 있으나 문제를 근본적으로 해결할 수는 없다. discount(String grade, int price)메서드는 여전히 인자로 String을 받고 있다. 즉, 굳이 상수로 할당되어 있는 StringGrade.basic이 아니어도 개발 히스토리를 모르는 다른 개발자가 개발을 하면서 일반 문자열로 “VIP”등의 잘못 된 문자열을 넣어도 막을 수 없다는 것이다.

결국 BASIC, GOLD, DIAMOND라는 문자만 전달한다는 부분의 문제를 해결하지 못한다.

타입 안전 열거형 패턴 - Type-safe Enum Pattern

위의 문제들을 해결하기 위해 나온 것이 바로 타입 안전 열거형 패턴이다.

✅ 타입 안전 열거형 패턴의 장점

1. 타입 안정성 향상 : 정해진 객체만 사용할 수 있기 때문에, 잘못된 값을 입력하는 문제를 근본적으로 방지할 수 있다. 다시 말해 잘못된 값이 할당되거나 사용되는 것을 컴파일 시점에 방지할 수 있다.
2. 데이터 일관성 : 정해진 객체만 사용하므로 데이터 일관성이 보장된다.
3. 제한 된 인스턴스 생성 : 클래스는 사전에 정의된 몇 개의 인스턴스 만 생성하고, 외부에서는 이 인스턴스들만 사용할 수 있도록 한다. 이를 통해 미리 정의된 값들만 사용하도록 보장한다.

→그리고 자바는 이러한 타입 안전 열거형 패턴을 매우 편리하게 사용할 수 있는 열거형(Enum-Type)을 제공한다.

열거형 - Enum Type

자바의 enum타입은 타입 안정성을 제공하고, 코드의 가독성을 높이며, 예상 가능한 값들의 집합을 표현하는데 사용된다. 열거형은 클래스로 `java.lang.Enum`을 상속받고, 외부에서 임의로 생성할 수 없다는 특징을 갖는다.

public enum Grade{	/*열거형을 정의할 때는 class 대신 enum을 사용한다.*/
  BASIC, GOLD, DIAMOND	/*원하는 상수의 이름을 나열하면 된다.*/
}

✅ 열거형의 장점

1. 타입 안정성 향상 : 열거형은 사전에 정의된 상수들로만 구성되므로, 유효하지 않은 값이 입력될 가능성이 없다. 이런 경우 컴파일 오류가 발생한다.
2. 간결성 및 일관성 : 열거형을 사용하면 코드가 더 간결하고 명확해지며, 데이터의 일관성이 보장된다.
3. 확장성 : 새로운 상수를 추가하고 싶다면, ENUM에 그냥 새로운 상수를 추가하기만 하면 된다.

✅ 열거형의 특징

1. 열거형은 java.lang.Enum을 자동으로 상속받는다. 이미 상속받았기 때문에, 다른 클래스 상속을 받을 수 없다.
2. 열거형은 인터페이스를 구현할 수 있다.
3. 열거형에 추상 메서드를 선언하고, 구현할 수 있다. (익명 클래스와 같은 방식을 사용한다.)

📌 열거형의 주요 메서드

• values() : 모든 ENUM 상수를 포함하는 배열을 반환한다.
• valueOf(String name) : 주어진 이름과 일치하는 ENUM 상수를 반환한다.
• name() : ENUM 상수의 이름을 문자열로 반환한다.
• toString() : ENUM 상수의 이름을 문자열로 반환한다. name()메서드와 유사하지만, toString()은 직접 오버라이드 할 수 있다.