[이펙티브 자바] 아이템38. 확장할 수 있는 열거 타입이 필요하면 인터페이스를 사용하라

열거 타입의 확장은 불가능?

열거 타입은 활용하기 좋지만 확장할 수 없다는 단점이 있다. 쉽게 말해서 Enum 타입은 상속이 불가능하다. 사실 대부분의 상황에서 열거 타입을 확장하는 것은 좋지 않은 생각이다. 열거 타입은 원소들을 순회할 수 있는데 기반 타입과 확장 타입을 모두 순회하는 방법도 마땅치 않다.

열거 타입은 인터페이스를 구현할 수 있다.

열거 타입을 상속받는 것은 불가능하다. 하지만 열거 타입이 인터페이스를 구현하는 것은 가능하다. 상위 인터페이스를 정의하고 이를 확장한 여러 열거 타입으로 유연하게 여러 열거 타입 구현체를 사용할 수 있다.

 

아래는 체스 미션에서 사용한 인터페이스와 열거 타입을 사용한 예시이다.

체스 미션에서 활용한 방향 열거 타입

체스 기물인 킹, 퀸, 폰, 룩, 비숍, 나이트는 각각이 이동 방법이 다르다. 구체적으로 들어가면 방향, 거리, 상황에 따른 분기가 다양하지만 여기서는 방향만 생각해보겠다.

• 킹 and 퀸 : 동, 서, 남, 북, 남동, 남서, 북동, 북서
• 블랙 폰 : 남서, 남동, 남
• 화이트 폰 : 북서, 북동, 북
• 룩 : 동, 서, 남, 북
• 비숍 : 남동, 남서, 북동, 북서
• 나이트 : 북북동, 동북동, 동남동, 남남동, 남남서, 서남서, 서북서, 북북서

딱 봐도 복잡하고 다양하다. 공통점도 보이는 것 같다. 일단 방향 자체를 열거 타입으로 정의하고 싶어 진다. 그리고 두 좌표를 받아서 방향을 계산하면 될 것 같다.

public enum Direction implements {

	SOUTH((rowDifference, columnDifference) ->rowDifference > 0 && columnDifference == 0),
	NORTH((rowDifference, columnDifference) ->rowDifference < 0 && columnDifference == 0),
	WEST((rowDifference, columnDifference) ->rowDifference == 0 && columnDifference > 0),
	EAST((rowDifference, columnDifference) ->rowDifference == 0 && columnDifference < 0);
	NORTH_EAST(
		(rowDifference, columnDifference) ->
			rowDifference < 0 && columnDifference < 0 && rowDifference - columnDifference == 0,
	),
	NORTH_WEST(
		(rowDifference, columnDifference) ->
			rowDifference < 0 && columnDifference > 0 && rowDifference + columnDifference == 0,
	),
	SOUTH_EAST(
		(rowDifference, columnDifference) -> rowDifference > 0 && columnDifference < 0
			&& rowDifference + columnDifference == 0,
	SOUTH_WEST(
		(rowDifference, columnDifference) ->
			rowDifference > 0 && columnDifference > 0 &&  rowDifference - columnDifference == 0,

	private final BiPredicate<Integer, Integer> directionPredicate;
    
	DiagonalDirection(
		BiPredicate<Integer, Integer> quadrantPredicate, UnitPosition unitPosition) {
		this.directionPredicate = quadrantPredicate;
		this.unitPosition = unitPosition;
	}
    
	public boolean confirm(Position from, Position to) {
		return this.directionPredicate.test(from.subtractRow(to), from.subtractColumn(to));
	}
}

동, 서, 남, 북, 남동, 남서, 북동, 북서는 위와 같이 한  열거 타입으로 표현할 수 있다. 두 좌표를 받아 BiPredicate를 사용해 알맞은 방향을 찾을 수 있다. 어떻게 방향을 찾는지는 지금 중요한 게 아니니 신경 쓰지 말자.

 

하지만 문제가 있다. 일단 방향을 찾는 Predicate 로직이 많이 복잡하고 나이트의 방향은 이 로직으로 찾을 수 없다. 그리고 상황에 따라 대각선 방향인지(남동, 남서, 북동, 북서) 판단이 필요한데 그 판단을 하려면 메서드를 if 문으로 작성해야 하는 번거로움이 있다.

 

그래서 동서남북인 BaisicDirection, 대각선 바향인 DiagonalDirection, 나이트만의 방향인 KnightDirection을 따로 만들기로 했다. 따로 만드려니 타입이 다 달라 사용하는 클라이언트 쪽에서 구분해서 써야 하는 불편함이 있었다. 그래서 Direction 인터페이스를 구현하게 하여 클라이언트에선 어떤 확장 열거 타입인지 신경 쓰지 않고 Direction만 알고 사용하도록 하였다.

public interface Direction {

	boolean confirm(Position from, Position to);

	boolean isDiagonal();
}

 

public enum BasicDirection implements Direction {}

public enum DiagonalDirection implements Direction {
	@Override
	public boolean isDiagonal() {
		return true;
	}
}

public enum KnightDirection implements Direction {
	NORTH_NORTH_EAST(new UnitPosition(2, 1)),
	EAST_NORTH_EAST(new UnitPosition(1, 2)),
	EAST_SOUTH_EAST(new UnitPosition(-1, 2)),
	SOUTH_SOUTH_EAST(new UnitPosition(-2, 1)),
	SOUTH_SOUTH_WEST(new UnitPosition(-2, -1)),
	WEST_SOUTH_WEST(new UnitPosition(-1, -2)),
	WEST_NORTH_WEST(new UnitPosition(1, -2)),
	NORTH_NORTH_WEST(new UnitPosition(2, -1));

	private final UnitPosition unitPosition;

	KnightDirection(UnitPosition unitPosition) {
		this.unitPosition = unitPosition;
	}

	@Override
	public boolean confirm(Position from, Position to) {
		return from.subtractRow(to) + unitPosition.getUnitRow() == 0
			&& from.subtractColumn(to) + unitPosition.getUnitColumn() == 0;
	}
    // ...
}

BasicDirection과 DiagonalDirection은 앞서 봤던 열거 타입을 둘로 분리한 것이고 isDiagonal() 메서드만 DiagonalDirection에서 true로 오버라이딩 한 부분만 다르다.

 

KnightDirection은 좌표 2개로 방향을 찾는 로직이 달라 다른 두 타입과 구분하여 로직을 작성했다. UnitPosition이 뭔지는 신경쓰지 말자.

 

이제 별도의 도우미 클래스로 각 확장 열거 타입을 하나의 List<Direction> 등으로 관리한다면 각 구현체를 몰라도 Direction의 여러 구현체들을 추상화하여 사용할 수 있다.

 

예를 들어 북, 북동, 북서만 취급하는 화이트 폰이 갈 수 있는 방향을 찾아주는 메서드이다.

public Direction find(Position from, Position to) {
	return Stream.of(BasicDirection.NORTH, DiagonalDirection.NORTH_EAST, DiagonalDirection.NORTH_WEST)
		.filter(direction -> direction.confirm(from, to))
		.findAny()
		.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException(INVALID_DIRECTION_PAWN));
}

아래는 킹과 퀸의 방향을 찾아주는 메서드이다.

public Direction find(Position from, Position to) {
	List<Direction> directions = new ArrayList<>();
	directions.addAll(Arrays.asList(BasicDirection.values()));
	directions.addAll(Arrays.asList(DiagonalDirection.values()));
	return directions.stream()
		.filter(direction -> direction.confirm(from, to))
		.findAny()
		.orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException(INVALID_DIRECTION_ROYAL));
}

위의 두 예시의 메서드를 호출하는 곳에선 구체 타입은 모른체 Direction 인터페이스만으로 확장 타입들을 사용할 수 있다.