enum class

 

인간은 문자와 기호 그리고 숫자를 이용하고 컴퓨터는 모든 것을 숫자로 받아들인다. 그렇기 때문에 인간이 알아보기 쉽게 문자열로 만들면 프로그램이 느려지고 컴퓨터가 알아보기 쉽게 숫자로 만들면 인간이 알아보기가 어려워진다. 이것을 해결하기 위한 방법의 하나가 바로 enum(열거형)이다.

 

이 enum은 일반적으로 이름을 가지는 정수형의 상수를 정의해서 알아보기 쉽게 해주는데, 이 기존의 enum은 몇가지의 문제점이 존재한다.

 

 

1. 열거형에 존재하는 이름과 같은 이름의 클래스를 선언할 수 없다.

일반적인 enum 내에 선언된 열거자의 이름은 전역적이다. 그렇기 때문에 enum 내부에 선언된 이름과 같은 이름을 가진 클래스를 선언하고 사용하려고 하면 컴파일 에러가 발생한다. 다음의 코드는 이것에 대한 예시이다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

enum EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

class Red { };

int main()
{
    Red r;    // 컴파일 에러가 발생한다.
    EColor color = Red;

    return 0;
}

 

위와 같은 일이 발생하는 이유는 MSDN에 다음과 같이 설명되어 있다.

 

enum EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

 

위와 같이 정의된 enum의 의미 체계는 다음과 같다고 한다.

 

static const int Red = 0;
static const int Green = 1;
static const int Blue = 2;

 

다시 말하자면 이미 전역 변수에 같은 이름의 변수가 선언되어 있기 때문에 같은 이름의 클래스를 선언할 수 없는 것이다. 하지만 enum class로 정의된 열거형의 경우에는 위와 같은 문제가 발생하지 않는다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

enum class EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

class Red { };

int main()
{
    Red r;    // 컴파일 에러가 발생하지 않는다.
    EColor color = EColor::Red;    // 대신 접근지정자를 이용해 스코프를 지정해주어야 한다.

    return 0;
}

 

열거형을 표준 열거형이 아닌 enum class로 선언하면 열거형 내부에 존재하는 이름으로 클래스를 선언해도 문제가 발생하지 않는다. 하지만 표준 열거형에서는 Red라는 이름만으로 열거형 변수에 값을 넣어줄 수 있었지만 enum class 열거형에서는 열거형 변수에 값을 넣어주기 위해서는 반드시 접근지정자를 이용해서 스코프를 지정해주어야만 컴파일 에러 없이 값을 대입할 수 있게 된다. 이러한 형태의 이유 역시 MSDN에 설명되어 있는데 그것을 보면 왜 이런 형태를 가지는지 충분히 이해할 수 있게 된다.

 

enum class EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

 

enum class로 선언된 EColor의 경우에는 다음과 같은 의미 체계를 가지게 된다.

 

class EColor
{
public:
    static const int Red = 0;
    static const int Green = 1;
    static const int Blue = 2;
};

 

위와 같은 형태를 가지게 된다는 것을 생각해보면 왜 enum class 열거형 변수에 스코프를 지정해 주어야하는지 명확하게 이해할 수 있다.

 

 

 

 

 

2. 표준 열거형은 타입 세이프(Type safe)하지 않다.

일반적으로 프로그래머들은 언어의 동작에서 프로그래머가 무의식적으로 실수를 유도하게 되는 동작을 좋아하지 않는다. 만약 프로그래머가 명시적으로 한 행동에서 문제가 발생하면 명백한 프로그래머의 실수이고 그 문제점을 찾아내기도 쉽지만, 프로그래머가 명시하지 않았는데 언어가 묵시적으로 처리해서 발생하는 문제는 찾아내기 어렵기 때문이다.

 

이러한 측면에서 표준 열거형이 발생시키는 문제가 몇 가지 있다.

 

첫 번째 문제로는 정수형의 변수에 곧바로 대입이 가능하다는 것이다(하지만 정수형에서 열거형으로의 대입은 명시적인 형 변환이 필요하다). 이것으로 인해서 발생하는 문제점에 대해서 경험이 많지 않아서 언급하지는 못하겠지만, 이런 묵시적인 동작으로 인해서 프로그래머가 실수를 할 가능성이 커지는 것은 부인할 수 없는 문제이다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

enum EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

int main()
{
    EColor color = Red;
    int i = color;    // 바로 대입이 가능하다.

    return 0;
}

 

하지만 열거형을 enum class로 선언할 경우, 다음과 같이 더 이상 명시적으로 형 변환을 거치지 않는 이상 열거형 변수나 값은 정수형에 대입할 수 없게 된다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

enum class EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

int main()
{
    EColor color = EColor::Red;
    int i = static_cast<int>(color);    // 명시적인 형 변환을 거쳐야만 대입이 가능하다.

    return 0;
}

 

두 번째 문제는 명시적인 형 변환 없이도 다른 열거형 간의 비교 연산이 가능하다는 것이다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

enum EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

enum EDirection
{
    Forward,
    Backward,
    Right,
    Left,
    Up,
    Down,
};

int main()
{
    EColor color = Red;
    EDirection dir = Up;
   
    if (color == dir)    // 문제없이 비교되고 컴파일 된다.
    {
        cout << "같다" << endl;
    }

    return 0;
}

 

이것이 무슨 문제가 되는지 이해하지 못할 수도 있겠지만, 위의 코드를 살펴보면 EColor 열거형과 EDirection 열거형의 종류와 내용, 그 의미는 명백하게 다르다. 이러한 상황을 프로그래머가 의도한 것이라면 모르겠지만, 이런 상황을 의도하지 않았고 실수로 전혀 다른 열거형을 비교하게 된 것이라면 문제가 될 것이고, 이러한 문제는 컴파일러가 프로그래머에게 알려주지 않기 때문에 찾아내기도 쉽지 않을 것이다.

 

하지만 열거형을 아래와 같이 enum class로 선언하면 명시적인 형 변환을 거치지 않는 이상 다른 열거형에 대한 비교 연산은 불가능해진다.

 

#include <iostream>
using namespace std;

enum class EColor
{
    Red,
    Green,
    Blue,
};

enum class EDirection
{
    Forward,
    Backward,
    Right,
    Left,
    Up,
    Down,
};

int main()
{
    EColor color = EColor::Red;
    EDirection dir = EDirection::Forward;
   
    if (color == (EColor)dir)    // 명시적으로 형 변환을 거친 후에야 비교 연산이 가능해진다.
    {
        cout << "같다" << endl;
    }

    return 0;
}

 

이러한 동작은 프로그래머의 무의식적인 실수로 인한 버그를 막아주는 것이고, 문제를 발생시킬 수 있는 동작의 경우에는 프로그래머가 의도적으로 코드를 작성해야 하고 그로인해 발생할 문제에 대한 대처와 책임을 충분히 해야한다는 것을 의미한다.

 

 

 

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