14주차 과제

자바의 제네릭에 대해 학습

제네릭 정의

Java 5부터 추가되어 클래스와 인터페이스, 메소드를 정의할 때 타입을 파라미터로 사용할 수 있게 하는 역할

타입 파라미터

변수명과 동일한 규칙으로 작성할 수 있지만, 일반적으로 대문자 알파벳 한 글자로 표현

제네릭은 제네릭 타입과 제네릭 메소드로 분류

제네릭 타입

public class Example<T> {
  private T t;
}

타입 파라미터가 있는 클래스 또는 인터페이스

제네릭 메소드

public <T, R> R method(T t) { }

매개 타입과 리턴 타입으로 타입 파라미터를 갖는 메소드

자세한 내용은 아래에서 설명

제네릭의 장점

컴파일 시 강한 타입 체크 가능
- 코드 작성 시점에 잘못 사용한 타입 때문에 런타임 중 발생하는 에러를 방지하기 위해, 자바 컴파일러는 제네릭 코드에 대한 강한 타입 체크 수행

불필요한 타입 변환 과정 제거

// 비제네릭 코드
List list = new ArrayList();
list.add("hello");
String str = (String) list.get(0); // 타입 변환 필요

// 제네릭 코드
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
String str = list.get(0); // 타입 변환 불필요

List 저장 요소를 String으로 제한하기 때문에 요소 사용 시 캐스팅 불필요

⏫Top

제네릭 사용법

제네릭 타입

public class 클래스명<T> { . . . }
public interface 인터페이스명<T> { . . . }
public class 클래스명<K, V> { . . . }

클래스 또는 인터페이스 이름 뒤에 "< >" 부호가 붙고, 사이에 타입 파라미터 위치
두 개 이상의 멀티 타입 파라미터 사용 가능

타입 파라미터를 사용하지 않은 경우

// 비제네릭 타입
public class Box {
  private Object object;

  public void set(Object object) { this.object = object; }
  public Object get() { return object; }
}

public class Ex {
  public static void main(String[] args) {
    Box box = new Box();

    box.set("hello");                       // String을 Object로 자동 형변환
    String str = (String) box.get();        // Object를 String으로 강제 형변환

    box.set(new Integer());                 // Integer를 Object로 자동 형변환
    Integer integer = (Integer) box.get();  // Object를 Integer로 강제 형변환
  }
}

위와 같은 타입 변환이 빈번해지면 전체 프로그램 성능에 좋지 않은 영향

타입 파라미터를 사용한 경우

타입 변환 문제 해결 가능

public class Box<T> {
  private T t;

  public void set(T t) { this.t = t; }
  public T get() { return t; }
}

public class Ex {
  public static void main(String[] args) {
    // Java 6
    // Box<String> box = new Box<String>();

    // Java 7 이후
    Box<String> box = new Box<>();

    box.set("hello");
    String str = box.get();
  }
}

타입 변환 미발생
Java 7부터 다이아몬드 연산자(<>)를 사용하여 컴파일러가 타입 파라미터를 유추해서 자동 설정

제네릭을 사용한 코드가 컴파일된 클래스파일을 열어보면 다음과 같이 변경되어 있는 것을 확인 가능

public static void main(String[] args) throws Exception {
  Box<String> box = new Box();    // 타입 파라미터 제거
  box.set("hello");
  String str = (String)box.get(); // 형변환
}

제네릭 사용 시 컴파일러가 알아서 형변환 처리
런타임 시에는 제네릭 특성에 따라 타입을 소거 처리
소거 내용은 아래에서 설명

멀티 타입 파라미터

public class Product<T, M> {
  private T kind;
  private M model;

  public T getKind() { return this.kind; }
  public M getModel() { return this.model; }

  public void setKind(T kind) { this.kind = kind; }
  public void setModel(M model) { this.model = model; }
}

public class Ex {
  public static void main(String[] args) {
    Product<Tv, String> tv = new Product<>();
    Product<Car, String> car = new Product<>();

    tv.setKind(new Tv());
    car.setKind(new Car());
  }
}

두 개 이상의 멀티 타입 파라미터 사용 가능

제네릭 타입의 상속과 구현

다른 타입처럼 부모 클래스 역할 가능

public class Product<T, M> { . . . }

public class ChildProduct<T, M> extends Product<T, M> { . . . }

// 자식 제네릭 타입은 타입 파라미터 추가 가능
public class ChildProduct<T, M, C> extends Product<T, M> {
  private C company;

  public C getCompany() { return this.company; }
  public void setCompany(C company) { this.company = company; }
}

제네릭 인터페이스를 구현한 타입도 제네릭 타입

public interface Storage<T> {
  public void add(T item, int index);
  public T get(int index);
}

public class StorageImpl<T> implements Storage<T> {
  private T[] array;

  public StorageImpl(int capacity) {
    this.array = (T[]) (new Object[capacity]);
  }

  @Override
  public void add(T item, int index) { . . . }

  @Override
  public T get(int index) { . . . }
}

⏫Top

제네릭 주요 개념

바운디드 타입

제한된 타입 파라미터. 종종 타입 파라미터에 구체적인 타입을 제한할 필요가 있을 때 바운디드 타입을 사용하며, 제네릭 타입이나 제네릭 메소드를 정의할 때 사용하는 방법

타입 파라미터 뒤에 extends 키워드를 붙이고 상위 타입 명시

<T extends 최상위 타입>

반대로 언바운디드 타입 Unbounded Type은 <T>나 <?>와 같이 제한을 두지 않은 타입

제네릭 타입의 바운디드 타입 정의 방법

public class Box<T extends Number> { . . . }

숫자만 사용 가능한 제네릭 타입인 경우 Number의 하위 클래스로 제한 가능

제네릭 메소드의 바운디드 타입 정의 방법

public <T extends Number> int compare(T t1, T t2) {
  double v1 = t1.doubleValue(); // Number의 메소드
  double v2 = t2.doubleValue(); // Number의 메소드
  return Double.compare(v1, v2);
}

중괄호{} 내 구현부에서 타입 파라미터 변수로 사용 가능한 것은 상위 타입 Number의 멤버(필드, 메소드)로 제한
Number의 하위 타입에만 있는 멤버는 사용 불가능
제네릭 메소드는 아래에서 자세히 설명

와일드 카드

? 기호를 와일드 카드라고 표현하며, 제네릭 타입을 메소드의 매개값으로 전달할 때 구체적인 타입 대신 와일드 카드 사용 가능

제네릭타입<?> : 제한 없음. 모든 클래스나 인터페이스 가능
제네릭타입<? extends 상위타입> : 상위 클래스 제한. 해당 상위 타입을 포함한 하위 타입만 지정 가능
제네릭타입<? super 하위타입> : 하위 클래스 제한. 해당 하위 타입을 포함한 하위 타입의 상위 타입만 지정 가능

사용 예시

public class Course<T> {
  private String name;
  private T[] students; // 수강생의 타입을 외부에서 전달

  public Course(String name, int capacity) {
    this.name = name;
    students = (T[]) (new Object[capacity]); // 타입 파라미터로 배열 생성하는 방법
  }
}

그림 : 수강생 타입 구조

제네릭 타입 Course가 있을 때 세 가지 와일드 카드 사용 방법

Course<?>
```
public void registerCourse(Course<?> course) {}
```
- 모든 타입(Person, Worker, Student, HighStudent) 가능
Course<? extends 상위타입>
```
public void registerCourse(Course<? extends Student> course) {}
```
- Student, HighStudent 타입만 사용 가능
Course<? super 하위타입>
```
public void registerCourse(Course<? super Worker> course) {}
```
- Worker, Person 타입만 사용 가능

⏫Top

제네릭 메소드 만들기

제네릭 메소드는 메소드의 매개 타입과 리턴 타입이 타입 파라미터인 메소드

리턴 타입 앞에 다이아몬드 연산자<>로 메소드에서 사용할 타입 파라미터 목록을 작성하면 리턴 타입과 매개 타입으로 해당 타입 파라미터를 사용 가능

// <T, R> R method(T t)
public <타입파라미터, ...> 리턴타입 메소드명(매개변수, ...) {}

사용 예시

public class Util {
  // 제네릭 메소드 정의 예시 1.
  public static <T> Box<T> boxing(T t) {
    Box<T> box = new Box<>();
    box.set(t);
    return box;
  }

  // 제네릭 메소드 정의 예시 2.
  public static <K, V> boolean compare(Pair<K, V> p1, Pair<K, V> p2) {
    boolean keyCompare = p1.getKey().equals(p2.getKey());
    boolean valueCompare = p1.getValue().equals(p2.getValue());

    return keyCompare && valueCompare;
  }
}

// 제네릭 메소드가 사용하는 제네릭 타입 1.
public class Box<T> {
  private T t;

  public void set(T t) { this.t = t; }
  public T get() { return t; }
}

// 제네릭 메소드가 사용하는 제네릭 타입 2.
public class Pair<K, V> {
  private K key;
  private V value;

  // ...
}

// 실행부
public class Ex {
  public static void main(String[] args) {
    // 제네릭 메소드 호출 1.
    Box<String> box = Util.boxing("hello");

    // 제네릭 메소드 호출 2.
    Pair<Integer, String> p1 = new Pair<>(1, "apple");
    Pair<Integer, String> p2 = new Pair<>(2, "grape");
    boolean isSame = Util.compare(p1, p2);
  }
}

제네릭 메소드 호출은 다른 메소드와 똑같이 호출하며, 컴파일러가 매개값을 보고 구체적인 타입을 추정하여 처리

⏫Top

Erasure

제네릭의 타입 소거(Generics Type Erasure)

제네릭은 타입을 컴파일 시에만 검사하고, 소거에 의해 런타임 시점에는 해당 타입 정보가 제거되어 알 수 없는 것

소거 규칙

언바운디드 타입(<?>, <T>)은 Object로 변환
바운디드 타입은 extends 뒤에 작성한 객체로 변환
- 예) <T extends Number> => Number로 변환
제네릭 타입을 사용할 수 있는 클래스, 인터페이스, 메소드에만 소거 규칙 적용
타입 안정성 보장을 위해 필요 시 형변환 코드 추가
확장된 제네릭 타입은 다형성 보존을 위해 브릿지 메소드 생성

예시

언바운디드 타입 컴파일 시점(소거 전)

public class Box<T> {
  public void method(T t) {
    System.out.println(t.toString());
  }
}

언바운디드 타입 런타임 시점(소거 후)

public class Box {
  public void method(Object t) {
    System.out.println(t.toString());
  }
}

바운디드 타입 컴파일 시점(소거 전)

public class Box<T extends Number> {
  private T data;

  public T getData() {
    return data;
  }

  public void setData(T data) {
    this.data = data;
  }
}

바운디드 타입 런타임 시점(소거 후)

public class Box {
  private Number data;

  public Number getData() {
    return data;
  }

  public void setData(Number data) {
    this.data = data;
  }
}

⏫Top

Reference

신용권, 『이것이 자바다』, 한빛미디어(2015)
자바의 제네릭 타입 소거, 리스트에 관하여 (Java Generics Type Erasure, List)
[Java] Generic Type erasure란 무엇일까?

Provide feedback

Saved searches

Use saved searches to filter your results more quickly

14주차.md

14주차.md

14주차 과제

목차

제네릭 정의

타입 파라미터

제네릭 타입

제네릭 메소드

제네릭의 장점

제네릭 사용법

제네릭 타입

타입 파라미터를 사용하지 않은 경우

타입 파라미터를 사용한 경우

멀티 타입 파라미터

제네릭 타입의 상속과 구현

다른 타입처럼 부모 클래스 역할 가능

제네릭 인터페이스를 구현한 타입도 제네릭 타입

제네릭 주요 개념

바운디드 타입

제네릭 타입의 바운디드 타입 정의 방법

제네릭 메소드의 바운디드 타입 정의 방법

와일드 카드

사용 예시

그림 : 수강생 타입 구조

제네릭 메소드 만들기

사용 예시

Erasure

소거 규칙

예시

언바운디드 타입 컴파일 시점(소거 전)

언바운디드 타입 런타임 시점(소거 후)

바운디드 타입 컴파일 시점(소거 전)

바운디드 타입 런타임 시점(소거 후)

Reference

Files

14주차.md

Latest commit

History

14주차.md

File metadata and controls

14주차 과제

목차

제네릭 정의

타입 파라미터

제네릭 타입

제네릭 메소드

제네릭의 장점

제네릭 사용법

제네릭 타입

타입 파라미터를 사용하지 않은 경우

타입 파라미터를 사용한 경우

멀티 타입 파라미터

제네릭 타입의 상속과 구현

다른 타입처럼 부모 클래스 역할 가능

제네릭 인터페이스를 구현한 타입도 제네릭 타입

제네릭 주요 개념

바운디드 타입

제네릭 타입의 바운디드 타입 정의 방법

제네릭 메소드의 바운디드 타입 정의 방법

와일드 카드

사용 예시

그림 : 수강생 타입 구조

제네릭 메소드 만들기

사용 예시

Erasure

소거 규칙

예시

언바운디드 타입 컴파일 시점(소거 전)

언바운디드 타입 런타임 시점(소거 후)

바운디드 타입 컴파일 시점(소거 전)

바운디드 타입 런타임 시점(소거 후)

Reference