지네릭스

📌 지네릭스(Generics)

: 다양한 타입(Object의 자손)의 객체들을 다루는 메서드나 컬렉션 클래스에 컴파일 시의 타입 체크를 해주는 기능

 

💁🏻‍♀️ 지네릭스 왜 쓰나요?

1️⃣ 객체의 타입 안정성↑

    - 의도하지 않은 타입의 객체가 저장되는 것을 막음

    - 잘못 형변환 되어 발생할 수 있는 오류를 줄여줌

2️⃣ 타입 체크와 형변환의 번거로움↓

 

✔️ 지네릭 클래스

class Box<T> {
    T item;
    
    void setItem(T item) { this.item = item; }
    T getItem() { return item; }
}

Box<String> box = new Box<>(); // new Box<String>()과 같음!

- T : 타입 변수 (상황에 맞게 E(element), K(key), V(value) 등 의미있는 문자를 타입 문자로 사용), 임의의 참조형 타입

- Box<T> : 지네릭 클래스, 'T Box'라고 읽음

- Box : 원시 타입

- Box<String> : 지네릭 타입 호출 (여기서 String은 대입된 타입 = 매개변수화된 타입)

 

❕ 컴파일 후에는 Box<String>은 원시 타입인 Box로 바뀜! (컴파일러가 컴파일할 때만 사용하고 제네릭 타입 제거)

class Box {
    String item;
    
    void setItem(String item) { this.item = item; }
    String getItem() { return item; }
}

 

❗ static 멤버 변수에 타입 변수 T를 사용할 수 없음!

 : 지네릭스는 인스턴스별로 다르게 동작하도록 만든 기능(T는 인스턴스 변수로 간주)이니까! 모든 객체에 대해 동일하게 동작하는 static 멤버는 타입 변수 T 사용X 

 

❗ 지네릭 타입 배열(ex. new T[])을 생성할 수 없음!

 : new 연산자는 컴파일 시점에 타입 T가 뭔지 정확하게 알아야 함! (같은 이유로 instanceof 연산자도 사용할 수 없음) but ArrayList<T>는 가능!

 

❗ 지네릭 클래스를 생성할 때, 참조변수와 생성자의 대입된 타입이 완전히 일치해야함! (상속 관계여도X)

Box<Object> box = new Box<String>(); // 에러!

 

💁🏻‍♀️ 타입 매개변수 T에 지정할 수 있는 타입의 종류를 제한할 순 없나요?

👩🏻‍🏫 extends을 사용해서 제한 가능!

class FruitBox<T extends Fruit> { ... }
class FruitBox<T extends Eatable> { ... } // 주의! Eatable(인터페이스)도 extends 사용!
class FruitBox<T extends Fruit & Eatable> { ... }

 

🙋🏻‍♀️ 메서드의 매개변수로 지네릭 클래스 객체가 들어오면, 대입된 타입(<T>)에 따라 메서드를 따로 만들어야 되는데, 그러면 중복된 메서드 정의로 에러가 발생해요(지네릭 타입이 다른 것만으로는 오버로딩 성립X)T.T

class Juicer {
    static Juice makeJuice (FruitBox<Fruit> box) {
        String ingredient = "";
        for(Fruit f: box.getList()) ingredient += f + " ";
        return new Juice(ingredient);
    }
}

Juicer.makeJuice(new FruitBox<Fruit>()); // OK
Juicer.makeJuice(new FruitBox<Apple>()); // 에러. FruitBox<Fruit> box = new FruitBox<Apple>()이 불가능하기 때문!

 

💡 와일드 카드(?)를 사용

class Juicer {
    static Juice makeJuice (FruitBox<? extends Fruit> box) {
        String ingredient = "";
        for(Fruit f: box.getList()) ingredient += f + " ";
        return new Juice(ingredient);
    }
}

❕ <? extends T>, <? super T>, <?> (= <? extends Object>) 로 제한 가능!! (&은 사용불가) 

 

💁🏻‍♀️ <? super T>는 언제 사용하죠? (참고. <T super T>는 불가!)

👩🏻‍🏫 Comparator와 함께 가장 빈번하게 사용됨!, 어쨋든 중복된 코드를 제거하기 위해서!

Comparator<? super Apple> // Comparator<Apple>, Comparator<Fruit>, Comparator<Object> 가능!

 

✔️ 지네릭 메서드

: 메서드 선언부에 지네릭 타입이 선언된 메서드

: 지네릭 타입의 선언 위치는 반환 타입 바로 앞!

 

static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) { ... }

❕ static 메서드에도 사용 가능! (지네릭 타입 지역변수를 선언하는 것과 같아서)

class Juicer {
    static <T extends Fruit> Juice makeJuice (FruitBox<T> box) {
        String ingredient = "";
        for(Fruit f: box.getList()) ingredient += f + " ";
        return new Juice(ingredient);
    }
}

Juicer.makeJuice(new FruitBox<Fruit>()); // Juicer.<Fruit>makeJuice(new FruitBox<Fruit>());

❕ <T>를 생략할 수 없는 경우에는 참조변수(ex. this)나 클래스 이름(ex. Juicer) 생략 불가!

 

✔️ 지네릭 타입의 형변환

: 지네릭 타입과 원시 타입(non-generic) 간의 형변환 O

Box box = (Box) new Box<String>(); // OK
Box<String> strBox = (Box<String>) new Box(); // OK

: 대입된 타입이 다른 지네릭 간에 형변환은 X

Box<Object> objbox = (Box<Object>) new Box<String>(); // 에러.
Box<String> strBox = (Box<String>) new Box<Object>(); // 에러.

: 와일드 카드(?)를 사용한 타입과 지네릭 타입 간의 형변환 O

FruitBox<Apple> box = (FruitBox<Apple>) FruitBox<? extends Fruit>(); // OK

❕ 그래서 대입된 타입이 다른 지네릭 간에 형변환이 불가능 하지만, 와일드 카드가 포함된 지네릭 타입으로 형변환 하면 가능!

: 와일드 카드가 사용된 지네릭 타입끼리 형변환 부분적 가능

FruitBox<? extends Object> objBox = (FruitBox<? extends Object>) new FruitBox<? extends String>();

 

✔️ 지네릭 타입 제거

: 컴파일러는 지네릭 타입을 이용해서 소스코드를 체크하고, 필요한 곳에 형변환을 넣어준 후 지네릭 타입을 제거!

 

1️⃣ 지네릭 타입의 경계 제거

: <T extends Fruit>라면 T는 Fruit으로 치환, <T>라면 T는 Object로 치환! 클래스 옆의 선언을 제거

2️⃣ 지네릭 타입을 제거한 후에 타입이 일치하지 않으면, 형변환 추가

3️⃣ 와일드 카드가 포함되어 있는 경우에는 적절한 타입으로 형변환이 추가!