Kotlin in Action 2챕터 세션 3~4, 선택과 표현

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선택과 표현의 처리

when은 자바의 switch를 대체하되 더욱 강력하다.
switch와 when은 조건이 많을 때에 if를 대체하면 가독성이 좋아진다는 장점이 있다.
또한 정말 온갖 것들(범위 지정,다양한 타입 등)을 코틀린의 when에서는 사용 가능하기 때문에, 자바의 switch보다 유연한 사용이 가능하다.

enum클래스 정의

코틀린에서 enum은 자바보다 선언에 더 많은 키워드를 써야한다.
[양식]

enum class 클래스명{
    요소
}

의 양식으로 코틀린에서는 사용하는 데에 비해 java에서는 enum클래스명의 형태로 나타낼 수 있다.
하지만, 코틀린에서는 enum이 소프트 키워드로 분류되어있기 때문에, Class의 앞에 사용하면 우리가 아는 enum의 용도로 사용가능하지만 다른 곳에서는 이름으로 사용할 수도 있다.
(그런데 혼선을 빚지 않기 위해서는 저런 애매한 키워드들은 사용하지 않는 것이 좋을 것 같다.)
참고로 enum의 코틀린에서 몇 안되게 세미콜론이 필수적인 부분이다.

코드 예시

// enum 클래스 선언
enum class Direction {
    // 각 enum 상수와 함께 프로퍼티와 메서드 정의
    NORTH {
        override val axis: Char = 'Y'
        override fun printDescription() {
            println("Moving NORTH along the $axis-axis")
        }
    },
    EAST {
        override val axis: Char = 'X'
        override fun printDescription() {
            println("Moving EAST along the $axis-axis")
        }
    },
    SOUTH {
        override val axis: Char = 'Y'
        override fun printDescription() {
            println("Moving SOUTH along the $axis-axis")
        }
    },
    WEST {
        override val axis: Char = 'X'
        override fun printDescription() {
            println("Moving WEST along the $axis-axis")
        }
    };

    // enum 상수에 대한 프로퍼티
    abstract val axis: Char

    // enum 상수에 대한 메서드
    abstract fun printDescription()
}

fun main() {
    // enum 상수 사용
    Direction.NORTH.printDescription()
    Direction.EAST.printDescription()
    Direction.SOUTH.printDescription()
    Direction.WEST.printDescription()
}

코드 출처: chat gpt
여기 이 enum을 보면 열거가 끝난 뒤 메서드 시작 지점 직전에 세미콜론을 사용하여 열거부분(상수)과 메스드 정의 부분을 분리한 것을 알 수 있다.
또한 enum의 상수정의 부분에는 단순한 초기화값 이외에도 상수에 대해 구현할 함수가 함께 들어갈 수 있다는 것 역시 확인 가능하다.

when으로 enum 다루기

when은 if와 마찬가지로 값을 만들어내는 식이다.
kotlin에서는 주로 조건이 3개 이상으로 나뉘는 경우 if대신 when의 사용을 권장하며, 자바와 달리 각 분기의 끝에 brak를 넣지 않아도 된다.

하나의 분기, 여러개의 값

when을 사용하면서 가끔 하나의 분기 안에 여러개의 값을 넣고 싶은 경우가 있다.
성적이 ‘a+,a,a-‘인 경우 우수를 출력하도록 하고 싶은 경우 Score.aplus,Score.a,Score.aminus->"우수"와 같이 각 값들을 콤마로 구분하여 사용하면 된다.

when과 임의의 객체

위에서 자바의 switch보다 코틀린의 when이 강력하다고 했던 이유이다.
자바의 switch에 상수만을 사용할 수 있지만, 코틀린의 when은 임의의 객체를 하용한다.

fun mix(c1:Color, c2:Color) = 
	when(setOf(c1, c2)){
    	setOf(RED, YELLOW) -> ORANGE
		setOf(YELLOW, BLUE) -> GREEN
        setOf(BLUE, VIOLET) -> INDIGO
        else -> throw Exception("Dirty color")
	}

이 코드를 보면 when식이 두 색을 혼합하여 다른 색을 만들 수 있는 경우 특정 색을 반환하고 그렇지 않은경우 else를 통해 예외상황임을 나타내준다.
setOf의 경우 읽기 전용 집합을 만들어내는 역할을 하기 때문에, 단일값을 비교하는 데에 특화된 switch문에서는 이런 표현을 사용하기 어렵다.

특징

여기에서 알 수 있는 특징에는 한가지가 더 숨어있다.
바로 when의 경우 위에서부터 순차적으로 분기가 진행되며, 조건 값을 찾을 때까지 각 분기를 검사한다는 것이다.
위와 같이 문자열을 반환하는 경우 이게 왜 중요할까 알기 어렵지만, Int를 통해 범위를 정한다거나 특정 범위에 대한 print를 반환하는 등 값의 크기가 중요한 경우 순차적 검사라는 특징 역시 중요하다.

when {
    benefitPrice >= 20000 -> println(SANTA)
    benefitPrice >= 10000 -> println(TREE)
    benefitPrice >= 5000 -> println(STAR)
    else -> printlnt("없음")
}

이렇게 범위가 중요한 when문의 경우 순서를 바꾸어 출력을 시도할 시 잘못된 값을 출력하게 된다.

인자가 없는 when

미리 말하자면, 인자가 없는 when은 가독성이 떨어진다는 단점이 있다.
하지만, setOf와 같이 호출이 될 때마다 인스턴스를 생성하는 라이브러리를 과도하게 호출하면 불필요한 객체가 늘어나 성능의 저하가 발생할 수 있다.
이럴때 사용 가능한 것이 바로 인자가 없는 when이다.

code

fun mixOptimized(c1:Color, c2:Color) = 
	when{
    	(c1 == RED && c2 == YELLOW) ||
        (c1 == YELLOW && c2 == RED) ->
        ORANGE
        (c1 == YELLOW && c2 == BLUE) ||
        (c1 == BLUE && c2 == YELLOW) ->
        GREEN
        (c1 == BLUE && c2 == VIOLET) ||
        (c1 == VIOLET && c2 == BLUE) ->
        INDIGO
        else -> throw Exception("Dirty color")
	}

스마트 캐스트

두 수를 더하기 위해서는 숫자와 합계가 존재한다.
만약 숫자가 3개라면 이전의 합계값에 새로 입력된 숫자를 더하는 방식으로 함수를 짜면 된다.
이때 이 변수가 sum을 하고자하는지 num인지를 판단한 뒤 자동으로 형변환까지 해주는 것이 스마트 캐스트이다.

code

interface Expr
class Num(val value: Int) : Expr
class Sum(var left: Expr, val right: Expr) : Expr

fun eval(e: Expr): Int =
        when (e) {
          is Num -> e.value
          is Sum -> eval(e.left) + eval(e.right)
          //is를 통해 값 점검 후 자동으로 캐스팅
          else -> throw IllegalArgumentException()
        }

is

is를 사용하면 변수의 타입을 검사 가능하다.
책에서 나온 예제 같이 내가 만든 인터페이스에 대해 속하는지 나타내는 것 이외에도 Int인지 검사하는 등의 기능으로 사용도 가능하다.

if와 when

만약 저 when문을 if로 바꾸고자 한다면 좀 더 코드가 복잡해지게 된다.

fun eval(e: Expr): Int =
if(e is Num){
  e.value
}
else if(e is Sum){
  eval(e.right)+eval(e.left)
}
else{
  오류 반환
}

의 형태로 작동한다.
이렇게 코드를 정리하여 보면 when이 단순히 동등성 검사를 수행하는 역할 이외에도 받은 값에 대해 스마트 캐스트를 하는 데에 사용하거나, 일정 조건에 따른 함수 반환을 하는 등의 역할로 사용할 수 있음을 알 수 있다

주의점

if/when은 둘다 블록의 마지막 문장이 블록 전체의 결과가 된다.
try본문과 catch절 역시 마찬가지인데, 주의해야할 점은 함수에서는 위 규칙이 성립하지 않는다.
그래서 식이 본문인 함수는 블록을 본문으로 가질 수 없다.
또한 블록이 본문인 함수의 경우 무조건 내부에 return문을 필요로 한다.

이터레이션

코틀린의 while은 자바와 동일, for는 자바의 for-each루프와 동일하다.

while

while에는 while과 do-while이 있다.
do-while의 경우 맨처음 본문을 무조건 한번 실행 이후, 뒤에 나오는 while은 조건이 참인동안 본문을 반복실행하는 형태다.
while기본

수 이터레이션

코틀린에서는 우리가 자바나 c++에서 접하던 기본 for문이 없다.
그래서 코틀린은 for(초기값;증가에 대한 부분; 최종값)의 형태로 이루어진 대신 range를 사용한다.
..을 사용하여 탐색하는 방식으로 양쪽 끝 값을 표시하는 형태로 사용한다.

down To

보통의 for문은 1부터 100까지 1씩 증가 이런 식으로 사용하지만, 역박향의 탐색이 필요한 경우도 있다.
이때 사용하는 것이 downTo로 i in 시작값 downTo 끝값 step 다운값 으로 나타낼 수 있다.
until의 사용하면 한쪽 범위만 표시한 뒤 특정 배열의 크기만큼 탐색하는 등의 작업을 할 수 있다.

맵 이터레이션

우선 TreeMap을 사용하면 키에 대한 정렬이 가능하다.
get과 put을 사용하는 다른 언어와 달리 코틀린에서는 map[키]=값과 같은 직관적인 값을 가져오거나 설정하는 것이 가능하다.
또한 arrayList에서도 for((index,element)in list.withIndex())와 같은 형태로 인덱스와 요소에 대한 검색 및 출력을 하는 것이 가능하다

in을 통한 검사

in 연산자를 사용하면 값이 어떤 범위에 속해있는지를 검사할 수 있고, !in을 사용하면 어떤 값이 범위에 속하지 않는지에 대한 검사가 가능하다.
또한 예문은 문자로 사용하였으나, 문자나 Int 이외에도 비교 가능한 모든 클래스의 인스턴스 객체를 사용하여 범위를 만들 수 있다.
즉 string을 통해 어떠한 집합에 이 문자가 들어가있는지를 탐색하는 작업도 in을 사용해서 검사하는 게 가능하다는 것이다.