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item 35 : ordinal 메서드 대신 인스턴스 필드를 사용하라

1. ordinal이라는 메서드

대부분의 열거 타입 상수는 자연스럽게 하나의 정숫값에 대응된다.

1) ordinal 메서드

모든 열거 타입은 해당 상수가 그 열거 타입에서 몇 번째 위치인지를 반환하는 ordinal이라는 메서드를 제공한다.

2) ordinal 메서드 잘못 사용한 예 : 유지 보수의 끔찍

아래 Ensemble 열거 타입은 각 연주 그룹의 인원 수를 반환하기 위해 ordinal() 메서드를 사용했다.

public enum Ensemble {
    SOLO, DUET, TRIO, QUARTET, QUINTET,
    SEXTET, SEPTET, OCTET, NONET, DECTET;

    public int numberOfMusicians() {
        return ordinal() + 1;
    }
}

@Test
public void ensembleTest() {
    Ensemble solo = Ensemble.SOLO;
    System.out.println("solo = " + solo);
    System.out.println("solo.numberOfMusicians() = " + solo.numberOfMusicians());
}

문제점:

  1. 순서 의존성: 상수의 선언 순서가 바뀌면 numberOfMusicians의 값도 함께 바뀌어 불일치가 발생한다.
  2. 값 중복 불가: 동일한 인원 수를 가진 상수(OCTET, DOUBLE_QUARTET)는 추가할 수 없다. 만일 중간에 다른 상수라도 추가되면 numberOfMusicians()는 혼란에 빠진다.
  3. 값을 건너뛸 수 없음: 중간에 비어 있는 값을 사용하지 못해 의미 없는 상수를 추가해야 할 수 있다.
  4. ordinal()은 EnumSet, EnumMap과 같이 열거타입 기반의 범용 자료구조에 쓰일 목적으로 설계되었다.

2. EnumSet, EnumMap 범용 자료구조에 쓰일 목적의 ordinal()

ordinal() 메서드는 EnumSet과 EnumMap에서 열거 타입의 상수를 내부적으로 저장할 때 유용하게 활용된다. EnumSet은 열거 타입의 상수를 비트 벡터로 관리하고, EnumMap은 열거 타입을 키로 사용하는 맵으로 ordinal 값을 기반으로 효율적으로 동작한다.

1) EnumSet에서의 ordinal() 활용

public boolean contains(Object e) {
    if (e == null)
        return false;
    Class<?> eClass = e.getClass();
    if (eClass != elementType && eClass.getSuperclass() != elementType)
        return false;
    return (elements & (1L << ((Enum<?>)e).ordinal())) != 0;
}
  • EnumSet은 ordinal()의 값을 bit-vector로 이용하여 중복 판단을 한다.

2) EnumMap에서의 ordinal() 활용

public boolean containsKey(Object key) {
return isValidKey(key) && vals[((Enum<?>)key).ordinal()] != null;
}
  • EnumMap은 ordinal()의 값을 값 배열의 인덱스로 활용한다.

3) 예제: EnumSet과 EnumMap에서 ordinal()의 사용 예시

import java.util.EnumSet;
import java.util.EnumMap;
import java.util.Map;

public class EnumExample {

    // 열거 타입 정의
    public enum Day {
        MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY, SATURDAY, SUNDAY
    }

    public static void main(String[] args) {
        // EnumSet 예제: 주중과 주말을 구분
        EnumSet<Day> weekdays = EnumSet.range(Day.MONDAY, Day.FRIDAY);
        EnumSet<Day> weekend = EnumSet.of(Day.SATURDAY, Day.SUNDAY);

        System.out.println("Weekdays: " + weekdays);
        System.out.println("Weekend: " + weekend);

        // EnumMap 예제: 각 요일에 할당된 할일을 저장
        EnumMap<Day, String> dayTasks = new EnumMap<>(Day.class);
        dayTasks.put(Day.MONDAY, "Study Java");
        dayTasks.put(Day.TUESDAY, "Go to gym");
        dayTasks.put(Day.WEDNESDAY, "Grocery shopping");
        dayTasks.put(Day.THURSDAY, "Clean house");
        dayTasks.put(Day.FRIDAY, "Watch a movie");
        
        System.out.println("Tasks for the week:");
        for (Map.Entry<Day, String> entry : dayTasks.entrySet()) {
            System.out.println(entry.getKey() + ": " + entry.getValue());
        }

        // ordinal() 출력 예제
        System.out.println("\nOrdinal values:");
        for (Day day : Day.values()) {
            System.out.println(day + " ordinal: " + day.ordinal());
        }
    }
}

설명

  1. EnumSet: EnumSet.range() 메서드는 ordinal()을 사용해 Day 열거 타입의 상수 순서에 따라 월요일부터 금요일까지의 범위를 지정한다. EnumSet.of()로 주말만 포함된 집합을 만들 수도 있다. EnumSet은 내부적으로 비트 벡터를 이용해 ordinal()을 활용해 고속 연산을 한다.
  2. EnumMap: EnumMap은 열거 타입 상수를 키로 사용하여, ordinal 값으로 인덱스를 계산하여 배열처럼 효율적으로 값을 저장하고 검색한다.
  3. ordinal(): ordinal() 메서드를 통해 열거 타입 상수의 순서(정수 값)를 확인할 수 있으며, 출력된 결과를 통해 각 상수의 ordinal 값을 확인할 수 있다.
Weekdays: [MONDAY, TUESDAY, WEDNESDAY, THURSDAY, FRIDAY]
Weekend: [SATURDAY, SUNDAY]

Tasks for the week:
MONDAY: Study Java
TUESDAY: Go to gym
WEDNESDAY: Grocery shopping
THURSDAY: Clean house
FRIDAY: Watch a movie

Ordinal values:
MONDAY ordinal: 0
TUESDAY ordinal: 1
WEDNESDAY ordinal: 2
THURSDAY ordinal: 3
FRIDAY ordinal: 4
SATURDAY ordinal: 5
SUNDAY ordinal: 6

EnumSet과 EnumMap은 ordinal을 내부적으로 사용해 고성능 자료구조를 제공하며, 이를 통해 열거 타입 상수를 효율적으로 관리할 수 있다.

3. ordinal 메서드 대신 인스턴스 필드를 사용하자

이 문제는 각 상수에 고유한 값을 할당하는 인스턴스 필드를 통해 해결할 수 있다. ordinal 메서드 대신, 상수별로 고정된 값을 필드에 저장하여 사용하는 방식이다.

public enum Ensemble {
    SOLO(1), DUET(2), TRIO(3), QUARTET(4), QUINTET(5),
    SEXTET(6), SEPTET(7), OCTET(8), DOUBLE_QUARTET(8),
    NONET(9), DECTET(10), TRIPLE_QUARTET(12);

    private final int numberOfMusicians;

    Ensemble(int size) {
        this.numberOfMusicians = size;
    }

    public int numberOfMusicians() {
        return numberOfMusicians;
    }
}
  • 순서에 독립적: 상수 선언 순서가 바뀌어도 numberOfMusicians 값은 바뀌지 않는다.
  • 값 중복 허용: OCTET과 DOUBLE_QUARTET처럼 같은 인원수를 가지는 상수를 추가할 수 있다.
  • 값의 유연성: 중간에 빈 값을 남기거나 추가할 수 있다.

춡처