38. 확장할 수 있는 열거 타입이 필요하면 인터페이스를 사용하라

대부분의 상황에서 열거 타입을 확장하는 건 좋은 생각이 아니다. 확장한 타입의 원소는 기반 타입의 원소로 취급하지만, 그 역은 성립하지 않기 때문이다. 기반 타입과 확장된 타입들의 원소를 모두 순회할 수 있는 방법도 마땅하지 않다. 또, 확장성을 높이려면 고려할 요소가 늘어나 설계와 구현이 복잡해진다.

확장할 수 있는 열거 타입이 필요한 유일한 경우

연산 코드의 경우 확장할 수 있는 열거 타입이 필요한 대표적인 경우이다. 이따금 API가 제공하는 기본 연산 외에 사용자 확장 연산을 추가할 수 있도록 열어줘야 할 때가 있다.

기본 아이디어는 열거 타입이 임의의 인터페이스를 구현할 수 있다는 사실을 활용하는 것이다. 다음 코드를 보자.

public interface Operation {
    double apply(double x, double y);
}

public enum BasicOperation implements Operation {
    PLUS("+") {
        @Override
        public double apply(double x, double y) {
            return x + y;
        }
    },
    MINUS("-") {
        @Override
        public double apply(double x, double y) {
            return x - y;
        }
    },
    TIMES("*") {
        @Override
        public double apply(double x, double y) {
            return x * y;
        }
    },
    DIVIDE("/") {
        @Override
        public double apply(double x, double y) {
            return x / y;
        }
    };

    private final String symbol;

    BasicOperation(String symbol) {
        this.symbol = symbol;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return symbol;
    }
}

확장 가능 열거 타입

public enum ExtendedOperation implements Operation {
    EXP("^") {
        @Override
        public double apply(double x, double y) {
            return Math.pow(x, y);
        }
    },
    REMAINDER("%") {
        @Override
        public double apply(double x, double y) {
            return x % y;
        }
    };

    private final String symbol;

    ExtendedOperation(String symbol) {
        this.symbol = symbol;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return symbol;
    }
}

새로 작성한 연산들은 기존의 Operation 인터페이스를 사용하는 곳에서는 어디든지 사용이 가능하다.

확장된 열거 타입을 기본 열거 타입 대신 넘겨서 확장된 열거 타입의 모든 원소를 사용하게 할 수도 있다. 다음 두 가지 코드를 보자.

public static void main(String[] args) {
        double x = Double.parseDouble(args[0]);
        double y = Double.parseDouble(args[1]);
        test(ExtendedOperation.class, x, y);
    }

    private static <T extends Enum<T> & Operation> void test(Class<T> opEnumType, double x, double y) {
        for (Operation operation : opEnumType.getEnumConstants()) {
            System.out.printf("%f %s %f = %f%n", x, operation, y, operation.apply(x, y));
        }
    }

<T extends Enum<T> & Operation> 은 Class 객체가 열거 타입인 동시에 Operation의 하위 타입이어야 한다는 뜻이다. 열거 타입이어야 원소를 순회할 수 있고, Operation 이어야 원소가 연산을 수행할 수 있기 때문이다.

다음 두 번째 대안을 보자.

public static void main(String[] args) {
        double x = Double.parseDouble(args[0]);
        double y = Double.parseDouble(args[1]);
        test(Arrays.asList(ExtendedOperation.values()), x, y);
    }

    private static void test(Collection<? extends Operation> operations, double x, double y) {
        for (Operation operation : operations) {
            System.out.printf("%f %s %f = %f%n", x, operation, y, operation.apply(x, y));
        }
    }

Collection<? extends Operation> 으로 와일드카드 타입을 넘겼다. 코드가 간편해졌지만 특정 연산에서 EnumSet 이나 EnumMap을 사용하지 못한다.

인터페이스를 이용해 확장 가능한 열거 타입을 흉내내는 방식에도 한 가지 사소한 문제가 있다. 바로 열거 타입끼리는 구현을 상속할 수 없다는 점이다.

디폴트 메서드를 인터페이스에 추가하는 방법도 있지만 위 코드에서는 연산 기호를 저장하고 찾는 로직이 구현체 모두에 들어가야 한다. 이럴 때 공유하는 로직이 많다면 helper 클래스, static helper 메서드로 분리하는 방식을 사용하면 된다.