[WHITESHIP #1] 14. 제네릭
#Season1 백기선님과 함께하는 자바 온라인 스터디
목표
자바의 제네릭에 대해 학습하세요.
학습 내용
- 제네릭 사용법
- 제네릭 주요 개념 (바운디드 타입, 와일드 카드)
- 제네릭 메소드 만들기
- Erasure
제네릭이란?
Java 1.5에서 부터 추가되었으며, 다양한 타입의 객체들을 다루는 메소드나 컬렉션 클래스에 컴파일 시의 타입체크 (compile-time type check)를 해주는 기능이다.
객체 타입을 컴파일 시점에서 체크하기에, Type 안정성을 높이고, 형변환의 번거로움이 줄어둔다.
제네릭의 특징
- Compile 시점 타입체크를 진행하므로 Runtime 시점에서 타입 안정성을 제공해준다.
- 타입 체크 및 형변환 코드를 생략할 수 있으므로 코드가 간결해진다.
제네릭 사용법
제네릭 정의
제네릭에서는 참조형 타입(reference type)을 의미하는 기호로 T를 사용한다. T 외에도 다른기호도 사용이 가능하며, 여러 타입 변수가 필요하면 <K, V> 와 같이 쉼표(,)로 구분하여 명시한다.
public class GenericExample<T> {
T element;
void setElement(T element) {
this.element = element;
}
T getElement() {
return element;
}
}
제네릭 명명 규칙
제네릭의 참조형 타입은 어떠한 기호도 가능하나, 아래 명명 규칙을 따르도록 하자
- E - Element (used extensively by the Java Collections Framework)
- K - Key
- N - Number
- T - Type
- V - Value
- S,U,V etc. - 2nd, 3rd, 4th types
REF: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/types.html
제네릭 사용하기
제네릭 클래스를 생성시 <T>에 객체 타입을 지정하여 사용한다.
public class GenericMain {
public static void main(String[] args) {
GenericExample<String> stringElement = new GenericExample<>();
stringElement.setElement("String Element");
GenericExample<Integer> integerElenemt = new GenericExample<>();
integerElenemt.setElement(100);
System.out.println(stringElement.getElement()); // String Element
System.out.println(integerElenemt.getElement()); // 100
}
}
제네릭의 바이트코드
제네릭이 컴파일 시점에서 type check를 통해 Runtime 시점에서는 타입 안정성을 제공해준다고 하였다.
즉 컴파일 시점에서 type check 후 byte-code에는 제네릭 객체를 Object 타입으로 사용하는 것을 확인할 수 있었다.
아래는 위 코드의 byte-code이다.
제네릭 주요 개념 (바운디드 타입, 와일드 카드)
바운디드 타입 매개변수 (Bounded Type Parameters)
매개변수화 된 타입에 타입인자를 넣을때 제한을 걸고싶을때 Bounded Type Parameters을 사용한다.
아래는 Number 또는 Number의 하위 타입만 사용할 수 있다.
public class GenericExample<T extends Number> {}
와일드 카드 매개변수 (Wild Card Parameters)
와일드 카드는 대게 아스테리스크(*) 또는 물음표(?)를 사용한다. Java에서는 ?를 사용한다.
WildCard에는 아래와 같이 3가지 종류가 있다.
1. Unbounded WildCard
List<?>와 같은 타입을 언바운디드 와일드 타입이라한다. 위의 타입은 어떤 타입이 오든 관계가 없을때 주로 사용한다.
private static void printList(List<?> list) {
list.forEach(System.out::println);
}
2. Upper Bounded WildCard
Java에서 매개변수화 타입은 무공변(invariant)이기 때문에, List
무공변(invariant): 제네릭 타입에서 인스턴스화 할때 다른 인자가 들어가는 경우 인스턴스 간의 하위 및 상위 관계가 성립하지 않는 것
즉 아래와 같은 코드에서, Integer은 Number의 하위 타입이라 가능할 것처럼 보이나 무공변 이기에 컴파일 에러를 발생시킨다.
public class GenericMain {
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
printList(list);
}
private static void printList(List<Number> list) {
list.forEach(System.out::println);
}
}
이와 같은 문제를 해결하기 위해 와일드 카드 타입을 사용한다. (다른 말로는 공변(convariant) 라고도 한다.)
아래와 같이 <? extends Number>를 사용하면, Number 또는 Number의 하위 타입을 제너릭 타입으로 가진 List를 매개변수로 받을 수 있다.
공변(convariant):구체적인 방향으로 타입 변환을 허용하는 것 (자기 자신과 자식 객체만 허용) <? extends T>
private static void printList(List<? extends Number> list) {
list.forEach(System.out::println);
}
3. Lower Bounded WildCard
Upper Bounded WildCard와는 다르게 extends 대신에 super 키워드를 사용하며 상위 타입으로의 타입 변환을 허용하는 것을 이야기한다.
즉 아래코드에서는 Integer와, Integer의 상위 타입 만 허용한다.
반공변 (contravariant) : 추상적인 방향으로의 타입 변환을 허용하는 것(자기 자신과 부모 객체만 허용) <? super T>
private static void printList(List<? super Integer> list) {
list.forEach(System.out::println);
}
제네릭 메소드
매개타입과 리턴타입으로 타입 파라미터를 갖는 메소드를 제네릭 메소드라 한다.
사용 방법은 다음과 같다.
public class Box<T> {
T t;
public void setT(T t) {
this.t = t;
}
public T getT() {
return t;
}
}
public class Util {
public static <T> Box<T> boxing(T t) {
Box<T> box = new Box<>();
box.setT(t);
return box;
}
}
위 box 메소드를 호출하는 방법은 두가지가 있다.
Util.<Integer>boxing(100); // 구체적 타입 명시
Util.boxing("암묵적 호출"); // 암묵적 호출
REF: [Java] 제네릭 메서드(Generic Method)
Erasure
위에서 잠깐 제네릭의 바이트코드를 보면 Object로 매핑이 되어있는 것을 볼 수 있다. 컴파일러가 정하는 타입으로 대체하는 Type Erasure을 실행하게 되며, 그 결과로 Object로 대체되었다고 볼 수 있다.
아래 메소드는 타입 파라미터가 바인드 되지 않았기에 Ljava/lang/Object로 대체가 되었으며, 타입 파라미터가 바인드 된 경우에는 바인드 된 타입 파라미터로 대체된다.
Reference
[Java] 제네릭 메서드(Generic Method)
자바 제네릭스(6) Java Generics: 제한된 타입 매개변수 (Bounded Type Parameters)
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