[EffectiveJava]비트 필드 대신 EnumSet을 사용하라

요약

비트 필드 보다 EnumSet이 가독성, 성능 면에서 훨씬 낫기 때문에 EnumSet을 사용하자.

 

비트 필드(bit field)

비트 필드는 비트별 OR( | )를 사용해 여러 상수를 하나의 집합으로 만든 것을 의미한다.

public class Text {
    // 비트 필드 열거 상수 : 각 상수에 서로 다른 2의 거듭제곱을 할당한 정수 열거 패턴
    public static final int STYLE_BOLD = 1 << 0; // 1
    public static final int STYLE_ITALIC = 1 << 1; // 2
    public static final int STYLE_UNDERLINE = 1 << 2; // 4
    public static final int STYLE_STRIKETHROUGH = 1 << 3; // 8

    public void applyStyles(int styles) { ... }
}

// 클라이언트에서 applyStyles() 호출
text.applyStyles(STYLE_BOLD | STYLE_ITALIC);

• 장점
  • 비트별 연산을 사용해 합집합과 교집합 같은 집합 연산을 효율적으로 수행 가능하다
• 단점
  • 비트 필드는 정수 열거 상수의 단점을 그대로 안고 있다
  • 비트 필드 값이 그대로 출력되면 정수 열거 상수를 출력할 때보다 해석하기가 훨씬 어렵다
  • API 작성 시 고려사항이 하나 더 추가된다
    • 최대 몇 비트가 필요한지를 API 작성 시 미리 예측해 적절한 타입(int, long)을 선택해야하기 때문

결론 : 사용하지 말자!

 

EnumSet

EnumSet은 java.util 패키지의 클래스로, enum 타입 상수의 값으로 구성된 집합을 효과적으로 표현해준다.

public class Text {
    public enum Style { BOLD, ITALIC, UNDERLINE, STRIKETHROUGH }

    // 어떤 Set을 넘겨도 상관없으나, EnumSet이 가장 좋다.
    public void applyStyles(Set<Style> styles) { ... }
}

// 클라이언트
text.applyStyles(EnumSet.of(STYLE.BOLD, STYLE.ITALIC));

• 장점
  1. Set 인터페이스를 완벽히 구현한다
     1. 다른 어떤 Set 구현체와도 함께 사용할 수 있다
  2. 타입 안전성
  3. 총 64개 이하의 원소에 대해서는 비트 필드와 비슷한 성능을 가진다
     1. 내부가 비트 벡터로 구현되어 있기 때문에 EnumSet 전체를 long 변수 하나로 표현할 수 있다
  4. 대량 작업(removeAll, retainAll)의 효율적인 처리 및 비트 관련 문제 해결
     1. 효율적인 처리: 내부에서 비트를 효율적으로 처리할 수 있는 산술 연산을 사용하기 때문
     2. 비트 관련 문제 : 난해한 작업을 EnumSet이 다 처리해주기 때문
• 단점
  1. 자바 9까지는 불변 EnumSet을 만들 수 없다
     1. 이는 Collections.unmodifiableSet으로 EnumSet을 감싸면 해결 가능하다

 

참고

비트 벡터(bit Vector)