Generic(제네릭) 이란? + 와일드카드, generic 예시

Java

Generic(제네릭) 이란? + 와일드카드, generic 예시

woo0doo 2023. 2. 16. 00:39

Generic

List<Integer> list = new ArrayList<>();
Map<String, Integer> map = new HashMap<>();

우리는 위의 예제와 같이 클래스 타입이 명시된 패턴을 자주 발견할 수 있다. 이걸 제네릭(Generic) 이라고 부르며, 제네릭 파라미터는 꺽쇠안에 포함하여 전달한다.

JAVA에서 제네릭이란?

파라미터 타입이나 리턴 타입에 대한 정의를 외부로 미룬다.
타입에 대해 유연성과 안정성을 확보한다.
런타임 환경에 아무런 영향이 없는 컴파일 시점의 전처리 기술이다.

제네릭을 왜 사용할까?

타입을 유연하게 처리하며, 잘못된 타입 사용으로 발생할 수 있는 런타임 타입 에러를 컴파일 과정에 검출한다.

제네릭을 사용하면 실수로 지정한 타입이 들어오는 경우 컴파일 시점에서 미리 예방할 수 있게 된다. 또한 클래스 외부에서 데이터 타입을 지정하기 때문에, 타입을 고려해서 이리저리 변환할 필요가 없다. 따라서 코드의 재사용성이 높아지고 전체 코드 관리가 용이해진다.

List v = new ArrayList();
v.add("test"); // A String that cannot be cast to an Integer
Integer i = (Integer)v.get(0); // Run time error

위와 같은 코드는 런타임 에러를 발생한다. List에 String을 저장하고 Integer로 타입 변환하는 오류가 런타임에 잡히는 것이다.

List<String> v = new ArrayList<String>();
v.add("test");
Integer i = (Integer)v.get(0); // (type error)  compilation-time error

하지만 위와 같이 제네릭을 이용하면 컴파일 에러를 발생시켜 컴파일 시에 오류를 잡아낼 수 있다. 런타임 에러보다 컴파일 에러가 훨씬 디버깅이 쉽기 때문에 이점이 많다.

또한 제네릭에서는 <>안에서 데이터 타입을 자유롭게 설정할 수 있다. 특정 자료구조를 만들 때 Integer, String, Boolean 등 데이터 타입에 따라 다른 자료구조를 만든다면 매우 비효율적이다. 제네릭은 이러한 상황일 때 굉장히 효율적이다.

ArrayList list = new ArrayList(); //제네릭을 사용하지 않을경우
list.add("test");
String temp = (String) list.get(0); //타입변환이 필요함
        
ArrayList<String> list2 = new ArrayList(); //제네릭을 사용할 경우
list2.add("test");
temp = list2.get(0); //타입변환이 필요없음

제네릭에서 많이 사용되는 문자열들

이 문자열들은 개발자들이 암묵적으로 사용하는 코드일 뿐이지 사용자가 임의로 지정한 문자열을 넣어도 제네릭이 동작하는데에 아무런 영향을 미치지 않는다.

예시

제네릭 클래스

class ExampleGeneric<T> {
    private T t;

    public void setT(T t) {
        this.t = t;
    }
			
    public T getT() {
        return t;
    }
}

클래스를 설계할 때 구체적인 타입을 명시하지 않고 타입 파라미터로 넣어두었다가 실제 설계한 클래스가 사용될 때 ExampleGeneric<String> YD = New ExampleGeneric<>(); 이런식으로 구체적인 타입을 지정하면서 사용하면 타입 변환을 최소화 할 수 있다.

제네릭 인터페이스

interface ExampleGeneric<T> {
    T example();
}

class ExGeneric implements ExampleGeneric<String> {

// ExampleGeneric<String> <- String으로 넘어왔기 때문에 example()의 반환값이 String이여야만 한다.

    @Override
    public String example() {
        return "YD";
    }
}

멀티 타입 파라미터 사용

class ExMultiTypeGeneric<K, V> implements Map.Entry<K,V>{

    private K key;
    private V value;

    @Override
    public K getKey() {
        return this.key;
    }

    @Override
    public V getValue() {
        return this.value;
    }

    @Override
    public V setValue(V value) {
        this.value = value;
        return value;
    }
}

타입은 두 개 이상의 멀티 타입 파라미터를 사용할 수 있고, 이 경우 각 타입 파라미터를 콤마로 구분한다.

제네릭 메소드

선언

// 제네릭 메소드 선언
// 매개 변수 타입: T
// 리턴 타입: Box<T>
public <T> Box<T> boxing(T t) {
    Box<T> box = new Box<T>();
    box.set(t);
    return box;
}

먼저 리턴 타입(int, boolean, String, Box<T> 등등) 앞에 <T>와 같이 타입 파라미터를 기술한 다음,

매개 변수에 제네릭 타입 파라미터를 기입하면 된다.

호출

public class BoxingMethodExample {
	public static void main(String[] args) {
		Box<Integer> box1 = <Integer>boxing(100);
		int intValue = box1.get();
		
		Box<String> box2 = boxing("YD");
		String strValue = box2.get();
	}
}

메서드를 호출 할 때, <Integer> boxing(100); 처럼 타입 파라미터를 구체적으로 명시하여도 되고, 단순히 box(100);으로 작성하여도 타입 파라미터를 Integer로 추정하여 대입하게 된다.

제한된 타입 파라미터

// extends를 이용해 타입 제한
public static <T extends Number> int compare(T t1, T t2) {
		double v1 = t1.doubleValue(); 
		double v2 = t2.doubleValue();

		return Double.compare(v1, v2);
}

위 제네릭 메소드에서 int 앞에 <T extends Number>라는 부분이 의미하는 바는

Number 클래스 또는 Number 클래스의 하위 타입 클래스만 사용할 수 있음을 의미한다.

그러므로 이 compare 제네릭 메소드에 String이나 기타 다른 타입이 삽입되는 것을 제한 할 수 있게 된다.

주의할 점

1. 상위 타입은 클래스뿐만 아니라 인터페이스도 가능하다. 하지만 그렇다고 extends를 implements라고 쓰진 않는다.

2. 제네릭 메소드의 중괄호 {} 안에서 타입 파라미터 변수로 가능한 것은 상위 타입의 멤버(필드, 메소드)로 제한한다.

- 즉 <T extends Number>라고 제네릭 메소드의 타입을 제한했다면, 메소드의 실행 부분에서 Number 타입의 필드와 메소드만 사용할 수 있다는 뜻이다. Integer에는 있고 Number에는 없는 필드나 메소드는 사용할 수 없다.