JAVA | 사칙 연산 계산기 실습 - (2)

요구사항
• 간단한 사칙연산을 할 수 있다. ☑️
• 양수로만 계산할 수 있다. ☑️
• 나눗셈에서 0을 나누는 경우 IllegalArgument 예외를 발생시킨다. ☑️
• MVC패턴(Model-View-Controller) 기반으로 구현한다. ☑️

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📋 enum을 활용한 사칙연산 계산기

 

ArithmeticOperator

public enum ArithmeticOperator {

    ADDITION("+") {
        @Override
        public int arithmeticCalculate(PositiveNumber operand1, PositiveNumber operand2) {
            return operand1.toint() + operand2.toint();
        }
    }, SUBSTRACTION("-") {
        @Override
        public int arithmeticCalculate(PositiveNumber operand1, PositiveNumber operand2) {
            return operand1.toint() - operand2.toint();
        }
    }, MULTIPLICATION("*") {
        @Override
        public int arithmeticCalculate(PositiveNumber operand1, PositiveNumber operand2) {
            return operand1.toint() * operand2.toint();
        }
    }, DIVISION("/") {
        @Override
        public int arithmeticCalculate(PositiveNumber operand1, PositiveNumber operand2) {
            return operand1.toint() / operand2.toint();
        }
    };

    private final String operator;

    ArithmeticOperator(String operator) {
        this.operator = operator;
    }

    public abstract int arithmeticCalculate(final PositiveNumber operand1, final PositiveNumber operand2);

    public static int calculate(PositiveNumber operand1, String operator, PositiveNumber operand2) {
        ArithmeticOperator arithmeticOperator = Arrays.stream(values())
                .filter(v -> v.operator.equals(operator))
                .findFirst()
                .orElseThrow(() -> new IllegalArgumentException("올바른 사칙연산이 아닙니다."));

        return arithmeticOperator.arithmeticCalculate(operand1, operand2);
    }
}

 

Calculator

public class Calculator {
    public static int calculate(PositiveNumber operand1, String operator, PositiveNumber operand2) {
        return ArithmeticOperator.calculate(operand1, operator, operand2);
    }
}

 

먼저, 저번 시간에는 Calculator 클래스 내에서 사칙연산을 구현하였지만 이번에는 enum을 통해 사칙연산을 구현하였다. 아직 enum을 많이 사용해본적이 없어 낯설었다. 여기서 stream을 사용하는데 stream은 한번 더 공부해보아야 할 듯 했다.

 

Calculator 클래스의 calculate 메서드는 ArithmeticOperator 내의 calculate 메서드를 호출하여 결과값을 전달한다.

 

또한, ArithmeticOperator calculate는 다음과 같은 역할을 수행한다.

 

1. values() 메서드를 이용하여 ArithmeticOperator 열거형에 정의된 모든 연산자들을 가져온다.
2. 가져온 연산자들 중에서 입력된 operator와 일치하는 연산자를 찾는다.
3. findFirst() 메서드를 통해 일치하는 첫 번째 연산자를 가져온다. 만약 일치하는 연산자가 없다면, orElseThrow() 메서드를 통해 "올바른 사칙연산이 아닙니다."라는 예외를 던진다.
4. 찾은 연산자를 이용하여 operand1과 operand2를 가지고 해당 연산자의 arithmeticCalculate 메서드를 호출하여 실제 사칙연산을 수행한다.

 

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요구사항 중 두번째, '양수로만 계산할 수 있다'를 충족하기 위해 PositiveNumber class를 만들고 value값이 음수일 때 IllegalArgumentException을 던진다.

 

PositiveNumber

public class PositiveNumber {

    private final int value;

    public PositiveNumber(int value) {
        validate(value);

        this.value = value;
    }

    private void validate(int value) {
        if(isNegativeNumber(value)) {
            throw new IllegalArgumentException("0또는 음수를 전달할 수 없습니다.");
        }
    }

    private boolean isNegativeNumber(int value) {
        return value <=0;
    }

    public int toint() {
        return value;
    }
}

 

이와 같이 처리하면 나눗셈에서 0으로 나누는 경우 역시 제외된다.

 

마지막으로 다음과 같이 Test 할 수 있다.

 

CalculatorTest

public class CalculatorTest {

    // 1 + 2 ---> Calculator
    //   3   ---<
    @DisplayName("덧셈 연산을 수행한다.")
    @Test
    void additionTest() {
        int result = Calculator.calculate(new PositiveNumber(1), "+", new PositiveNumber(2));

        assertThat(result).isEqualTo(3);
    }

    @DisplayName("뺄셈 연산을 수행한다")
    @Test
    void subtractionTest() {
        int result = Calculator.calculate(new PositiveNumber(2), "-", new PositiveNumber(1));

        assertThat(result).isEqualTo(1);
    }

    @DisplayName("사칙연산을 수행한다.")
    @ParameterizedTest
    @MethodSource("fomulaAndResult")
    void calculatorTest(int operand1, String operator, int operand2, int expect) {
        int result = Calculator.calculate(new PositiveNumber(operand1), operator, new PositiveNumber(operand2));
        assertThat(result).isEqualTo(expect);
    }

    private static Stream<Arguments> fomulaAndResult() {
        return Stream.of(
                arguments(1, "+", 2, 3),
                arguments(1, "-", 2, -1),
                arguments(1, "*", 2, 2),
                arguments(1, "/", 1, 1)
        );
    }

    @DisplayName("나눗셈에서 0을 나누는 경우 IllegalArgument 예외 발생")
    @Test
    void calculateExceptionTest() {
        assertThatCode(() -> Calculator.calculate(new PositiveNumber(10), "/",new PositiveNumber(0)))
                .isInstanceOf(IllegalArgumentException.class)
                .hasMessage("0또는 음수를 전달할 수 없습니다.");
    }
}

 

AssertThatCode를 통해 0을 나누는 경우의 예외 발생 테스트를 하였지만, 이는 PositiveNumber 적용 전을 테스트 하기 위한 코드였으며 양수만으로 사칙연산이 이루어져 있는지를 확인하였으면 위 테스트는 진행할 필요 없다.