아이템 12 - toString을 항상 재정의하라

Object의 기본 toString 메서드가 우리가 작성한 클래스에 적합한 문자열을 반환하는 경우는 거의 없다. 이 메서드는 PhoneNumber@adbbd처럼 단순히 클래스_이름@16진수로_표시한_해시코드를 반환한다. toString의 일반 규약에 따르면 '간결하면서 사람이 읽기 쉬운 형태의 유익한 정보'를 반환해야 한다. 이러한 형식의 값을 읽기 쉽다고 볼 수도 있지만, 707-867-5309처럼 전화번호를 직접 알려주는 형태가 훨씬 유익한 정보를 담고 있다. 또한 toString의 규약은 "모든 하위 클래스에서 이 메서드를 재정의하라"고 한다. 

equals와 hashCode 규약(아이템 10, 11)만큼 대단히 중요하진 않지만, toString을 잘 구현한 클래스는 사용하기에 훨씬 즐겁고, 그 클래스를 사용한 시스템은 디버깅하기 쉽다. toString 메서드는 객체를 println, printf, 문자열 연결 연산자(+), assert 구문에 넘길 때, 혹은 디버거가 객체를 출력할 때 자동으로 불린다 여러분이 직접 호출하지 않더라도 다른 어딘가에서 쓰일 거란 이야기다. 예컨대 여러분이 작성한 객체를 참조하는 컴포넌트가 오류 메시지를 로깅할 때 자동으로 호출할 수 있다. toString을 제대로 재정의하지 않는다면 쓸모없는 메시지만 로그에 남을 것이다. 

PhoneNumber 용 toString을 제대로 재정의했다면 다음 코드만으로 문제를 진단하기에 충분한 메시지를 남길 수 있다.

System.out.println(phoneNumber + "에 연결할 수 없습니다."); 

toString을 재정의했든 아니든 프로그래머 대부분은 진단 메시지를 이렇게 만들 것이다. 재정의를 하지 않았다면 그다지 쓸모가 없는 메시지가 출력된다. 좋은 toString은 (특히 컬렉션처럼) 이 인스턴스를 포함하는 객체에서 유용하게 쓰인다. map 객체를 출력했을 때 {Jenny=PhoneNumber@adbbd} 보다는 {Jenny=707-867-5309}라는 메시지가 나오는 게 훨씬 반갑지 않겠는가? 

실전에서 toString은 그 객체가 가진 주요 정보 모두를 반환하는게 좋다. 앞서의 전화번호처럼 말이다. 하지만 객체가 거대하거나 객체의 상태가 문자열로 표현하기에 적합하지 않다면 무리가 있다. 이런 상황이라면 "맨해튼 거주자 전화번호부(총 1487536개)"나 Thread[main,5,main]" 같은 요약 정보를 담아야 한다. 이상적으로는 스스로를 완벽히 설명하는 문자열이어야 한다. 다음의 테스트 실패 메시지는 toString에 주요 정보가 담기지 않았을 때 문제가 되는 대표적인 예다. 

Assertion failure: expected {abc, 123}, but was {abc, 123}.
// 단언 실패: 예상값 {abs, 123}, 실젯값 {abc, 123}. 

toString을 구현할 때면 반환값의 포맷을 문서화할지 정해야 한다. 이는 아주 중요한 선택이다. 전화번호나 행렬 같은 값 클래스라면 문서화하기를 권한다. 포맷을 명시하면 그 객체는 표준적이고, 명확하고, 사람이 읽을 수 있게 된다. 따라서 그 값 그대로 입출력에 사용하거나 CSV 파일처럼 사람이 읽을 수있는 데이터 객체로 저장할 수도 있다. 포맷을 명시하기로 했다면, 명시한 포맷에 맞는 문자열과 객체를 상호 전환할 수 있는 정적 팩터리나 생성자를 함께 제공해주면 좋다. 자바 플랫폼의 많은 값 클래스가 따르는 방식이기도 하다. BigInteger, BigDecimal과 대부분의 기본 타입 클래스가 여기 해당한다.

포맷을 명시하든 아니든 여러분의 의도는 명확히 밝혀야 한다. 포맷을 명시하려면 아주 정확하게 해야 한다. 아이템 11에서 다룬 PhoneNumber 클래스용 toString 메서드를 보자.

/**
* 이 전화번호의 문자열 표현을 반환한다. 
* 이 문자열은 "XXX-YYY-ZZZZ" 형태의 12글자로 구성된다. 
* XXX는 지역 코드, YYY는 프리픽스, ZZZZ는 가입자 번호다.
* 각각의 대문자는 10진수 하나를 나타낸다. 
* 
* 전화번호의 각 부분의 값이 너무 작아서 자릿수를 채울 수 없다면,
* 앞에서부터 0으로 채워나간다. 예컨대 가입자 번호가 123이라면 
* 전화번호의 마지막 네 문자는 "0123"이 된다. 
*/
@Override
public String toString() {
    return String.format("%03d-%03d-%04d", areaCode, prefix, lineNum);
}

포맷을 명시하지 않기로 했다면 다음처럼 작성할 수 있다. 

/**
* 이 약물에 관한 대략적인 설명을 반환한다.
* 다음은 이 설명의 일반적인 형태이나, 
* 상세 형식은 정해지지 않았으며 향후 변경될 수 있다. 
* 
* 전화번호의 각 부분의 값이 너무 작아서 자릿수를 채울 수 없다면, 
* 앞에서부터 0으로 채워나간다. 예컨대 가입자 번호가 123이라면
*/
@Override
public String toString() {
    ....
}

이러한 설명을 읽고도 이 포맷에 맞춰 코딩하거나 특정 값을 빼내어 영구 저장한 프로그래머는 나중에 포맷이 바뀌어 피해를 입어도 자기 자신을 탓할 수밖에 없을 것이다. 

포맷 명시 여부와 상관없이 toString이 반환환 값에 포함된 정보를 얻어올 수 있는 API를 제공하자. 예컨대 PhoneNumber 클래스는 지역 코드, 프리픽스, 가입자 번호용 접근자를 제공해야 한다. 그렇지 않으면 이 정보가 필요한 프로그래머는 toString의 반환값을 파싱할 수밖에 없다. 성능이 나빠지고, 필요하지도 않은 작업이다. 게다가 향후 포맷을 바꾸면 시스템이 망가지는 결과를 초래할 수 있다. 접근자를 제공하지 않으면 (변경될 수 있다고 문서화했더라도) 그 포맷이 사실상 준-표준 API나 다름없어진다. 

정적 유틸리티 클래스(아이템 4)는 toString을 제공할 이유가 없다. 또한, 대부분의 열거 타입도 자바가 이미 완벽한 toSring이 반환한 값에 포함된 정보를 얻어올 수 있는 API를 제공하자. 예컨대 PhoneNumber 클래스는 지역 코드, 프리픽스, 가입자 번호용 접근자를 제공해야 한다. 그렇지 않으면 이 정보가 필요한 프로그래머는 toString의 반환값을 파싱할 수밖에 없다. 성능이 나빠지고, 필요하지도 않은 작업이다. 게다가 향후 포맷을 바꾸면 시스템이 망가지는 결과를 초래할 수 있다. 접근자를 제공하지 않으면 (변경될 수 있다고 문서화했더라도) 그 포맷이 사실상 준-표준 API나 다름없어진다. 

정적 유틸리티 클래스(아이템 4)는 toString을 제공할 이유가 없다. 또한, 대부분의 열거 타입도 자바가 이미 완벽한 toString을 제공하니 따로 재정의하지 않아도 된다. 하지만 하위 클래스들이 공유해야 할 문자열 표현이 있는 추상 클래스라면 toString을 재정의해줘야 한다. 예컨대 대다수의 컬렌션 구현체는 추상 컬렉션 클래스들의 toString 메서드를 상속해 쓴다. 아이템 10에서 소개한 구글의 AutoValue는 각 필드의 내용을 멋지게 나타내 주기는 하지만 클래스의 '의미'까지 파악하지는 못한다. 예컨대 앞서의 PhoneNumber 클래스용 toString은 자동 생성에 적합하지 않고(전화번호는 표준 체계를 따라야 한다) Potion 클래스는 적합하다. 비록 자동 생성에 적합하지는 않더라도 객체의 값에 관해 아무것도 알려주지 않는 Object의 toString보다는 자동 생성된 toString이 훨씬 유용하다. 

핵심 정리 

모든 구체 클래스에서 Object의 toString을 재정의하자. 상위 클래스에서 이미 알맞게 재정의한 경우는 예외다. toString을 재정의한 클래스는 사용하기도 즐겁고 그 클래스를 사용한 시스템을 디버깅하기 쉽게 해준다. toString은 해당 객체에 관한 명확하고 유용한 정보를 읽기 좋은 형태로 반환해야 한다.