[java] 제너릭(generic)이란?

09 Jun 2021

java

제너릭

제너릭(generic)이란?

자바에서 제너릭(generic)이란 데이터의 타입(data type)을 일반화한다(generalize)는 것을 의미함

클래스나 메소드에서 사용할 내부 데이터 타입을 컴파일 시에 미리 지정하는 방법

컴파일 시에 미리 타입 검사(type check)를 수행하면 다음과 같은 장점을 가짐
1. 클래스나 메소드 내부에서 사용되는 객체의 타입 안정성을 높일 수 있음
2. 반환값에 대한 타입 변환 및 타입 검사에 들어가는 노력을 줄일 수 있음
JDK 1.5 이전에서는 여러 타입을 사용하는 대부분의 클래스나 메소드에서 인수나 반환값으로 Object타입을 사용했음
하지만 이 경우 반환된 Object 객체를 다시 원하는 타입으로 타입 변환해야 하며, 이때 오류가 발생할 가능성도 존재함
JDK 1.5부터 도입된 제너릭을 사용하면 컴파일 시에 미리 타입이 정해지므로, 타입 검사나 타입 변환과 같은 번거로운 작업을 생략할 수 있게 됨

제너릭의 선언 및 생성

class MyArray<T> {
    T element;
    void setElement(T element) { this.element = element; }
    T getElement() { return element; }
}

//MyArray 클래스에 사용된 타입 변수로 Integer타입을 사용하는 예제
MyArray<Integer> myArr = new MyArray<Integer>();
MyArray<Integer> myArr = new MyArray<>(); //Java SE 7 인스턴스 생성시 타입 생략 가능

위의 예제에서 사용된 ‘T’를 타입 변수(type variable)라고 하며, 임의의 참조형 타입을 의미함
꼭 ‘T’뿐만 아니라 어떠한 문자를 사용해도 상관없음, 여러 개의 타입 변수는 쉼표(,)로 구분하여 명시할 수 있음
타입 변수는 클래스에서뿐만 아니라 메소드의 매개변수나 반환값으로도 사용할 수 있음

제너릭의 제거 시기

자바 코드에서 선언되고 사용된 제너릭 타입은 컴파일 시 컴파일러에 의해 자동으로 검사되어 타입 변환됨
그리고서 코드 내의 모든 제너릭 타입은 제거되어, 컴파일된 class 파일에는 어떠한 제너릭 타입도 포함되지 않게 됨
이런 식으로 동작하는 이뉴는 제너릭을 사용하지 않는 코드와의 호환성을 유지하기 위해서임

다양한 제너릭 표현

타입 변수의 제한

제너릭은 ‘T’와 같은 타입 변수(type variavle)를 사용하여 타입을 제한함
이때 extends 키워드를 사용하면 타입 변수에 특정 타입만을 사용하도록 제한할 수 있음
```
class AnimalList<T extends LandAnimal> { ... }
```
이때에는 클래스가 아닌 인터페이스를 구현할 경우에더 implements 키워드가 아닌 extends 키워드를 사용해야만 함

예제

import java.util.*;
   
class LandAnimal { public void crying() { System.out.println("육지동물"); } }
class Cat extends LandAnimal { public void crying() { System.out.println("냐옹냐옹"); } }
class Dog extends LandAnimal { public void crying() { System.out.println("멍멍"); } }
class Sparrow { public void crying() { System.out.println("짹짹"); } }
   
class AnimalList<T extends LandAnimal> {
    ArrayList<T> al = new ArrayList<T>();
    void add(T animal) { al.add(animal); }
    T get(int index) { return al.get(index); }
    boolean remove(T animal) { return al.remove(animal); }
    int size() { return al.size(); }
}
  
public class Generic02 {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalList<LandAnimal> landAnimal = new AnimalList<>(); // Java SE 7부터 생략가능함.
        landAnimal.add(new LandAnimal());
        landAnimal.add(new Cat());
        landAnimal.add(new Dog());
        // landAnimal.add(new Sparrow()); // 오류가 발생함.
  
        for (int i = 0; i < landAnimal.size() ; i++) {
            landAnimal.get(i).crying();
        }
    }
}
  
//실행 결과
육지동물
냐옹냐옹
멍멍

제너릭 메소드(generic method)

제너릭 메소드란 메소드의 선언부에 타입 변수를 사용한 메소드를 의미함

//예시 1
public static <T> void sort( ... ) { ... }

//예시 2
class AnimalList<T> {
    ...
    public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> comp) {
        ...
    }
    ...
}

와일드카드의 사용

와일드카드(wild card)란 이름에 제한을 두지 않음을 표현하는 데 사용되는 기호를 의미

물음표(?) 기호를 사용하여 이러한 와일드 카드를 사용할 수 있음

문법

<?>           // 타입 변수에 모든 타입을 사용할 수 있음.
<? extends T> // T 타입과 T 타입을 상속받는 자손 클래스 타입만을 사용할 수 있음.
<? super T>   // T 타입과 T 타입이 상속받은 조상 클래스 타입만을 사용할 수 있음.

예제

import java.util.*;
  
class LandAnimal { public void crying() { System.out.println("육지동물"); } }
class Cat extends LandAnimal { public void crying() { System.out.println("냐옹냐옹"); } }
class Dog extends LandAnimal { public void crying() { System.out.println("멍멍"); } }
class Sparrow { public void crying() { System.out.println("짹짹"); } }
  
class AnimalList<T> {
    ArrayList<T> al = new ArrayList<T>();
    public static void cryingAnimalList(AnimalList<? extends LandAnimal> al) {
        LandAnimal la = al.get(0);
        la.crying();
    }
  
    void add(T animal) { al.add(animal); }
    T get(int index) { return al.get(index); }
    boolean remove(T animal) { return al.remove(animal); }
    int size() { return al.size(); }
}
  
public class Generic03 {
    public static void main(String[] args) {
        AnimalList<Cat> catList = new AnimalList<Cat>();
        catList.add(new Cat());
        AnimalList<Dog> dogList = new AnimalList<Dog>();
        dogList.add(new Dog());
  
        AnimalList.cryingAnimalList(catList);
        AnimalList.cryingAnimalList(dogList);
    }
}
  
//실행 결과
냐옹냐옹
멍멍