Item 38: Emulate extensible enums with interfaces

38.拡張可能なenumをインターフェースで模倣すべし

たいていの場合、列挙型を拡張するような考えはよくないことであるが、operation code を書くときだけは切実に必要となる。
これをenumを使って実現する良い方法がある。enumはインターフェースを実装できるので、例えば以下のようにできる。

// Emulated extensible enum using an interface
public interface Operation {
    double apply(double x, double y);
}

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

enum型は拡張不可であるが、インターフェースは拡張可能であり、オペレーションのAPIとして使われるのはインターフェースである。このインターフェースを使用して、以下のように新しくoperation codeを定義することもできる。

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

基盤となるenumのインスタンスが期待されている場所であれば、拡張enumのインスタンスは使用できる。それだけでなく、基盤enumの全要素を渡すような場面でも、代わりに拡張enumの全要素を渡すことができる。以下のソースコードでは、引数に取った2つの値のExtendedOperation による全演算の結果を表示する。

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 op : opEnumType.getEnumConstants())
        System.out.printf("%f %s %f = %f%n", x, op, y, op.apply(x, y));

}

このコードにおいては、testメソッドの第一引数にExtendedOperation.class が取られている。これは境界付きの型トークン（Item33）である。
<T extends Enum<T> & Operation> とあるが、これによってtestの第一引数に与えられるクラスは、enumであり、かつ、Operation のサブクラスであることが保証される。
境界付きワイルドカード型(Item31)を使って、以下のように記述することもできる。

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> opSet, double x, double y) {
    for (Operation op : opSet) {
        System.out.printf("%f%s%f=%f%s", x, op, y, op.apply(x, y));
    }
}

このコードは少し簡潔で柔軟性が増しているが、EnumSet （Item36）とEnumMap （Item37）の使用はあきらめなければならない。
上記2つのコードは、引数に4 2 を与えたら、以下のように出力する。

4.000000 ^ 2.000000 = 16.000000
4.000000 % 2.000000 = 0.000000

この拡張enumのマイナーな欠点は、オペレーションに紐づくシンボルを保存するコードと、検索するコードはBasicOperation とExtendedOperation の双方で保持しなければならない点である。あまりに多くの共通機能が出てきた場合には、ヘルパークラスなどを用意して、コードの重複を除く必要がある。
この章で語られたパターンはjava.nio.file.LinkOption でも使われている。