Java 패턴 매칭 switch 완전 정리
Java 21에 정식 도입된 패턴 매칭 switch의 타입 패턴, Guarded Pattern(when 절), null 처리, sealed class 완전성 검사, 그리고 레코드 패턴까지 실전 예제 중심으로 완전히 정리한다
지난 글에서 Java 14에 도입된 switch 표현식의 화살표 레이블과 yield를 살펴봤다. 이번에는 그 위에 쌓인 강력한 기능인 **패턴 매칭 switch(Pattern Matching for switch)**를 정리한다. Java 17부터 Preview를 거쳐 **Java 21(JEP 441)**에 정식 도입됐다.
패턴 매칭 switch가 필요한 이유
Java에서 타입에 따라 분기하는 코드는 오랫동안 instanceof + if-else 체인으로 작성했다. 이 방식은 분기가 늘어날수록 중첩이 깊어지고, 타입 체크와 캐스팅이 분리되어 반복 코드가 생긴다. 패턴 매칭 switch는 이 문제를 switch 표현식 문법 위에서 우아하게 해결한다.
타입 패턴(Type Pattern)
가장 기본적인 형태다. case 타입 변수명 처럼 쓰면 타입 검사와 바인딩 변수 선언이 한 줄에 이루어진다.
static String describe(Object o) {
return switch (o) {
case Integer i -> "정수: " + i;
case String s -> "문자열 길이: " + s.length();
case Double d -> "실수: " + d;
default -> "기타: " + o.getClass().getSimpleName();
};
}case 안에서 바인딩 변수(i, s, d)는 해당 분기 범위에서만 유효하며, 추가 캐스팅 없이 해당 타입의 멤버에 바로 접근할 수 있다.
Guarded Pattern — when 절
타입이 일치해도 추가 조건을 걸고 싶을 때 when 키워드를 쓴다. 전통 방식으로는 case 안에서 다시 if를 중첩해야 했던 로직을 한 줄로 표현한다.
static String classify(Object o) {
return switch (o) {
case Integer i when i > 0 -> "양수 정수";
case Integer i when i < 0 -> "음수 정수";
case Integer i -> "0";
case String s when s.isBlank() -> "빈 문자열";
case String s -> "문자열: " + s;
default -> "기타";
};
}평가 순서는 ① 타입 일치 여부 → ② when 조건 평가 → ③ true이면 해당 case 선택, false이면 다음 case로 이동이다. when 절이 없는 case는 타입만 일치하면 매칭된다.
null 처리
기존 switch는 null을 받으면 NullPointerException을 던졌다. 패턴 매칭 switch에서는 case null을 명시적으로 추가해 null을 안전하게 처리할 수 있다.
static String safe(Object o) {
return switch (o) {
case null -> "null 값";
case Integer i -> "정수: " + i;
case String s -> "문자열: " + s;
default -> "기타";
};
}case null은 항상 다른 타입 패턴보다 먼저 작성하는 것이 권장된다. case null, default -> 처럼 null과 default를 한 case에 묶는 것도 가능하다.
sealed class와 완전성 검사
sealed class 또는 sealed interface를 selector 타입으로 사용하면 컴파일러가 모든 허용된 서브타입을 커버했는지 검사한다. 모든 서브타입을 case에 나열했다면 default를 생략할 수 있다.
sealed interface Shape permits Circle, Rect, Triangle {}
record Circle(double r) implements Shape {}
record Rect(double w, double h) implements Shape {}
record Triangle(double b, double h) implements Shape {}
static double area(Shape s) {
return switch (s) {
case Circle c -> Math.PI * c.r() * c.r();
case Rect r -> r.w() * r.h();
case Triangle t -> t.b() * t.h() / 2;
// default 없음 — Circle, Rect, Triangle 3개가 전부이므로
};
}나중에 sealed interface에 새 서브타입이 추가되면 이 switch를 갱신하지 않은 코드는 컴파일 에러가 난다. 런타임이 아닌 컴파일 시점에 누락을 잡는다는 점이 큰 장점이다.
레코드 패턴(Record Pattern)
Java 21(JEP 440)에서 레코드 패턴도 함께 정식 도입됐다. switch에서 레코드의 컴포넌트를 곧바로 분해(deconstruct)해 바인딩 변수로 쓸 수 있다.
record Point(int x, int y) {}
static String describe(Object o) {
return switch (o) {
case Point(int x, int y) when x == y -> "대각선 점 (" + x + ")";
case Point(int x, int y) when x == 0 -> "Y축 위 점 y=" + y;
case Point(int x, int y) -> "점 (" + x + ", " + y + ")";
default -> "기타";
};
}레코드 패턴은 중첩도 지원한다. case Wrapper(Point(int x, int y)) 처럼 감싸진 레코드 내부까지 한 번에 분해할 수 있다.
패턴 매칭 switch와 enum
기존 enum switch도 패턴 매칭 문법으로 쓸 수 있다. sealed interface를 구현한 enum이라면 완전성 검사도 동작한다.
enum Status { OPEN, CLOSED, PENDING }
static String label(Status s) {
return switch (s) {
case OPEN -> "영업 중";
case CLOSED -> "영업 종료";
case PENDING -> "대기 중";
};
}모든 enum 상수를 나열하면 default 없이도 컴파일된다. enum에 상수가 추가되면 컴파일 에러로 누락을 즉시 알 수 있다.
주의 사항
도달 불가 패턴(dominance): 더 구체적인 패턴이 더 일반적인 패턴보다 뒤에 오면 컴파일 에러가 난다. 예를 들어 case Integer i 뒤에 case Integer i when i > 0을 쓰면 두 번째 case는 절대 도달할 수 없으므로 오류다.
// 컴파일 에러 — case Integer i가 모든 Integer를 가로챔
case Integer i -> "정수";
case Integer i when i > 0 -> "양수"; // ERROR: 도달 불가올바른 순서: 좁은 조건(guarded)을 먼저, 넓은 조건을 나중에 배치한다.
// 올바른 순서
case Integer i when i > 0 -> "양수";
case Integer i -> "0 또는 음수";정리
패턴 매칭 switch는 타입 검사·캐스팅·분기를 하나의 case 구문으로 통합하고, when 절로 추가 조건을 인라인으로 표현한다. sealed class와 결합하면 컴파일 타임 완전성 검사가 보장되고, 레코드 패턴으로는 구조 분해까지 한 줄에 가능하다. Java 21부터는 if-else instanceof 체인보다 패턴 매칭 switch를 우선 고려하는 것이 좋다. 다음 글에서는 배열의 기초부터 다차원 배열까지 살펴본다.
지난 글: Java switch 표현식 완전 정리
다음 글: Java 배열 기초 완전 정리
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