Java 패턴 매칭(Pattern Matching)

1. Java의 Pattern Matching이란?

Pattern Matching은 Java에서 보다 간결하고 읽기 쉬운 코드를 작성하기 위해 도입된 기능이다.

이는 조건 검사를 더 효율적으로 수행하고, 복잡한 객체의 타입을 식별하여 각 상황에 맞는 동작을 실행할 수 있도록 돕는다.

주요 예제로는 switch 문과 instanceof 연산자를 활용한 Pattern Matching이 있다. 이 기능은 조건문에서 불필요한 반복 코드를 제거하고 코드의 가독성을 높인다.

2. Pattern Matching의 특징

기존의 Java 코드에서는 타입 확인 후 명시적으로 타입 변환(casting)을 수행해야 했다. Pattern Matching은 이러한 과정을 자동화하여 코드량을 줄이고, 가독성을 높여 준다. 그리고 Pattern Matching을 활용하면 타입 변환에서 발생할 수 있는 오류를 미리 방지할 수 있다. 이는 컴파일 타임에서 오류를 확인할 수 있게 해 준다. 또한, 조건문 안에서 더 복잡하고 다양한 로직을 쉽게 처리할 수 있도록 설계되었다. 이를 통해 개발자는 보다 직관적이고 간결한 코드를 작성할 수 있다.

3. 사용 예제

Pattern Matching을 활용한 switch문은 기존의 switch문과 유사하지만, 조건에 따른 타입 변환을 더 간결하게 처리할 수 있게 해준다.

public class PatternMatchingSwitchExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = "Hello, world!";
        
        String result = switch (obj) {
            case Integer i -> "정수입니다: " + i;
            case String s -> "문자열입니다: " + s.toUpperCase();
            case Double d -> "실수입니다: " + d;
            default -> "알 수 없는 타입입니다.";
        };
        
        System.out.println(result); // 문자열입니다: HELLO, WORLD!
    }
}

위 예제는 obj 타입의 변수가 어떤 타입인지 검사함과 동시에 자동으로 타입 매칭을 진행하여 case 스코프 내에서 사용할 수 있도록 제공하고 있다.

Pattern Matching을 활용한 instanceof문은 기존의 if문과 결합하여 사용할 수 있다.

public class PatternMatchingInstanceofExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = "Java Pattern Matching";
        
        if (obj instanceof String s) {
            System.out.println("문자열 길이: " + s.length());
        } else if (obj instanceof Integer i) {
            System.out.println("정수 값: " + i);
        } else {
            System.out.println("알 수 없는 타입입니다.");
        }
    }
}

위와 같이 instanceof로 obj가 String 타입인 경우 s라는 String 변수를 선언하여 if문 스코프 내에서 사용할 수 있게 제공해 준다.

public static void main(String[] args) {
    Object obj = "Java Pattern Matching";
    
    if (!(obj instanceof String s)) return;
    System.out.println(s);
}

위와 같이 조건을 반전하여 사용하는 것도 가능하다

public record Person(String name, int age) {}

public class PatternMatchingWithRecordExample {
    public static void main(String[] args) {
        Object obj = new Person("Alice", 30);
        
        // Pattern Matching을 활용하여 record 타입의 객체 필드에 접근
        if (obj instanceof Person(String name, int age)) {
            System.out.println(name + " is " + age + " years old.");
        } else {
            System.out.println("Unknown object type");
        }
    }
}

위는 record 타입을 검사하는 과정이다. Person이라는 객체임이 확인되면 그 내부의 name, age 필드의 값을 가져와 변수를 선언하여 즉시 접근이 가능하도록 할 수 있다.

정리

✅ Pattern Matching은 조건문을 간결하고 안전하게 만들어주는 기능

✅ switch와 instanceof를 간소화하여 코드 가독성 향상

✅ 객체 타입에 맞는 자동 캐스팅을 제공하여 타입 변환 오류 방지

✅ record와 결합 시, 객체 필드를 쉽게 매칭하고 코드 유지보수성 향상

✅ 컴파일 타임에서 오류를 발견할 수 있어 코드 안정성 향상