[Effective C# Item 20] IComparable<T>와 IComparer<T>를 이용하여 객체의 선후 관계를 정의하라

 

[Effective C# Item 20]

IComparable<T>와 IComparer<T>를 이용하여 객체의 선후 관계를 정의하라

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컬렉션을 정의하거나 검색하려면 타입 내에 선후 관계를 판단할 수 있는 기능을 정의해야 한다.

이를 위해서 .NET 프레임워크는 객체의 선후 관계를 정의하는 인터페이스인 IComparable<T>와 IComparer를 제공한다. IComparable<T>를 이용하여 타입의 기본적인 선후 관계를 정의하고 IComparer<T>를 이용하여 기본적인 선후 관계 이외에 추가적인 선후 관계를 정의할 수 있다.

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이번 항목에서 우리가 배울 것!

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1. 객체의 선후 관계를 구현하는 방법

2. 인터페이스를 이용하여 .NET 프레임워크가 객체의 순서를 정렬하는 원리

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그래서 만약 어떤 알고리즘이 특정 타입에 대해 더 효율적으로 동작한다고 생각된다면 그냥 그 타입을 이용하도록 작성하는 것도 좋다. 직전 Item 때 처럼 제약 조건을 설정하는 방법도 있지만 제약 조건이 항상 능사는 아니다.

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CompareTo()

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IComparable 인터페이스에는 CompareTo()라는 하나의 메서드만 정의되어 있다. 이 메서드는 현재 객체가 대상 객체보다 작으면 0보다 작은 값을, 같으면 0을, 크면 0보다 큰 값을 반환해야 한다.

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.NET 환경이 제공하는 최신 API는 IComparable<T>를 사용하지만 일부 오래된 API들은 여전히 IComparable를 구현하기 때문에 IComparable<T>를 구현할 때는 IComparable를 같이 구현해줘야 한다.

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public struct Customer : IComparable<Customer>, IComparable { private readonly string name; public Customer(string name) { this.name = name; } // IComparable<Customer> 멤버 public int CompareTo(Customer other) => name.CompareTo(other.name); // IComparable 멤버 int IComparable.CompareTo(object obj) { if (!(obj is Customer)) throw new ArgumentException("Argument is not a Customer", "obj"); Customer otherCustomer = (Customer)obj; return this.CompareTo(otherCustomer); } }

제네릭이 아닌 IComparable 인터페이스

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IComparable로 구현된 CompareTo() 메서드는 앞에 IComparable을 붙여줘서 이전 인터페이스로 구현된 메서드임을 드러내는 것이 좋다. 그런데 타입 매개변수를 취하지 않고 object를 매개변수로 취하는 IComparable은 상당히 많은 단점이 있는데 이 인터페이스를 구현하려면 매개변수에 대한 타입을 런타임에 확인해야 한다.

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즉, CompareTo()에 올바르지 않은 객체를 전달하는 경우에도 아무런 방비가 없다. 올바른 객체를 전달한다고 하더라도 실제 비교를 위해서 박싱/언박싱 작업이 필요하게 되고 이 작업은 앞선 항목에서도 말한바와 같이 성능에 상당히 많은 비용을 지불해야 한다.

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그럼 제네릭 버전이 아닌 IComparable 인터페이스를 왜 구현해야 하는지 의문이 들지도 모르겠다. 앞서 잠깐 얘기했었는데 여전히 제네릭을 쓰지 않는 많은 API들을 위해서 즉, 하위 호환성을 위해서 구현해야 한다. 짧게 얘기하자면 .NET 프레임워크 2.0 이전에 개발된 코드에서 이 타입을 사용하려면 반드시 이 인터페이스를 구현해야 한다.

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IComparable을 구현할 때는 반드시 명시적으로 인터페이스를 구현하고 추가적으로 강력한 타입(strongly typed)의 public 오버로드 메서드도 함께 구현해야 한다. 이 오버로드된 메서드를 사용하면 더 빠르게 비교 연산을 수행할 수 있고 CompareTo 메서드의 오용 가능성을 줄일 수 있다.

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public struct Customer : IComparable<Customer>, IComparable { private readonly string name; public Customer(string name) { this.name = name; } // IComparable<Customer> 멤버 public int CompareTo(Customer other) => name.CompareTo(other.name); // IComparable 멤버 int IComparable.CompareTo(object obj) { if (!(obj is Customer)) throw new ArgumentException("Argument is not a Customer", "obj"); Customer otherCustomer = (Customer)obj; return this.CompareTo(otherCustomer); } // 관계 연산자 public static bool operator <(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) < 0; public static bool operator <=(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) <= 0; public static bool operator >(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) > 0; public static bool operator >=(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) >= 0; }

IComparer

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이제 추가적으로 정렬 기준을 제시하는 IComparer를 구현하기 위해 Customer 구조체 내에 중첩 클래스를 만든 후 새로운 클래스 (RevenueComparer)를 생성하도록 코드를 수정하고 이를 정적 속성으로 노출하도록 코드를 작성해보자.

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public struct Customer : IComparable<Customer>, IComparable { private readonly string name; private double revenue; public Customer(string name, double revenue) { this.name = name; this.revenue = revenue; } // IComparable<Customer> 멤버 public int CompareTo(Customer other) => name.CompareTo(other.name); // IComparable 멤버 int IComparable.CompareTo(object obj) { if (!(obj is Customer)) throw new ArgumentException("Argument is not a Customer", "obj"); Customer otherCustomer = (Customer)obj; return this.CompareTo(otherCustomer); } // 관계 연산자 public static bool operator <(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) < 0; public static bool operator <=(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) <= 0; public static bool operator >(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) > 0; public static bool operator >=(Customer left, Customer right) => left.CompareTo(right) >= 0; private static Lazy<RevenueComparer> revComp = new Lazy<RevenueComparer>(() => new RevenueComparer()); public static IComparer<Customer> RevenueCompare => revComp.Value; public static Comparison<Customer> CompareByRevenue => (left, right) => left.revenue.CompareTo(right.revenue); // 매출을 기반으로 Customer 객체를 비교하는 클래스. // 이 클래스는 항상 인터페이스 참조를 통해서만 사용되므로 // 반드시 인터페이스를 구현해야 한다. private class RevenueComparer : IComparer<Customer> { // IComparer<Customer> 멤버 int IComparer<Customer>.Compare(Customer left, Customer right) => left.revenue.CompareTo(right.revenue); } }

이제 Customer 객체를 이름 순뿐만이 아니라 매출 순으로도 정렬할 수 있게 되었다.

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정리

IComparable과 IComparer는 타입에 선후 관계를 제공하기 위한 표준 메커니즘이다. 기본적인 선후 관계는 IComparable을 통해 구현해야 한다.

IComparable을 구현해야 할 때는 관계 연산자도 함께 오버로딩하여 일관된 결과를 제공해야 한다.

IComparable.CompareTo()는 System.Object 타입의 매개변수를 취하므로 별도로 오버로딩 된 메서드를 제공해야 한다.

별도로 IComparer를 이용하면 추가적인 선후 관계를 정의할 수 있을 뿐 아니라 우리가 직접 개발하지 않는 타입에 대해서도 임의의 선후 관계를 추가로 정의할 수 있다.

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IComparable, IComparer이라는 인터페이스 자체를 처음 알게 되었는데 편리하다고 느꼈다.

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지금까지 정렬을 할 때는 DateTime, string, int와 같이 이미 만들어진 정렬만 사용할 수 있게 되었는데

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이제 새로운 정렬 방법을 만들 수 있는 신문물을 받아 들이게 되었다.

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적극 이용해보자.

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참조 - Effective C# <강력한 C# 코드를 구현하는 50가지 전략과 기법, 이펙티브>, 빌 와그너, 김명신, 한빛미디어