자바스터디 - 14주차

megaseunghan·2022년 8월 19일

자바스터디

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목표

자바의 제네릭에 대해 학습하세요.

학습할 것 (필수)

제네릭 사용법
제네릭 주요 개념 (바운디드 타입, 와일드 카드)
제네릭 메소드 만들기
Erasure

제네릭이란

JAVA 5부터 새로 추가된 기능이다.
객체의 타입을 파라미터화 해서 컴파일 시에 구체적인 타입이 결정되도록 한다.

장점

컴파일시 강한 타입 체크 : 컴파일 과정에서 타입이 결정되기 때문에 의도하지 않은 타입이 잘못 형변환되어 사용될 수 있는 문제를 막는다.
타입 변환을 제거 : 제네릭을 사용하지 않으면 불필요한 타입 변환을 하는데, 이는 성능에 악영향을 끼친다. 제네릭을 사용함으로써 이 과정을 생략할 수 있다. 또, 코드가 간결해진다.

제네릭 사용법

제네릭 타입은 클래스와 메서드에 사용할 수 있다. 선언시 클래스 또는 메서드 뒤에 <>이 붙고 <>사이에는 타입 파라미터가 위치한다.

선언

제네릭을 사용하지 않았을 때

public class NonGenericsClass {
    Object item;
    
    void setItem(Object item) {
        this.item = item;
	}
    
    Object getItem() {
        return item;
    }
}

제네릭을 사용할 때

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

사용 예제

public class GenericsClass<T> {
    ...
  public static void main(String[] args) {
        GenericsClass<Integer> integerGenerics = new GenericsClass<>();
        integerGenerics.setItem(3);
        Integer item = integerGenerics.getItem();
        System.out.println(item);
        
        GenericsClass<String> stringGenerics = new GenericsClass<>();
        stringGenerics.setItem("hi");
        String item = stringGenerics.getItem();
        System.out.println(item);
    }
}

타입 파라미터에 Integer, String을 넣어봤다. 컴파일 시 클래스 타입이 달라지는 것을 확인할 수 있다.

제네릭 주요 개념(바운디드 타입, 와일드 카드)

바운디드 타입

제네릭으로 사용되는 파라미터 타입을 제한할 수 있는 것을 말한다.

예를 들어 숫자를 연산하는 제네릭 메소에는 Number타입과 그 하위 타입의 인스턴스만 가져야 한다. 이것이 바운디드 타입이 필요한 이유다.

바운디드 타입은 extends 키워드를 붙이고 상위 타입을 명시하면 되는데 이 때 extends는 상속이 아닌 종류의 의미로 사용된다.

public <T extends 상위타입> 리턴타입 메소드명(매개변수, ...) {
    ...
}

타입 파라미터에 저장되는 구체적인 타입은 상위 타입이거나 상위 타입의 하위 || 구현 클래스만 가능하다.
메서드의 중괄호 안에서 타입 파라미터의 변수로 사용 가능한 것은 상위 타입의 멤버로 제한된다.

와일드 카드

일반적으로 코드에서의 ?를 와일드카드라고 부른다. 제네릭 타입을 매개변수나 리턴타입으로 사용할 때 바운디드 타입과 마찬가지로 타입 파라미터를 제한할 목적으로 사용된다.

와일드 카드를 사용하는 경우는 상위, 하위 타입으로의 변환이 가능한 것을 제한하기 위함이다.

와일드 카드 형태

제네릭타입<?> : 제한 없음
- 타입 파라미터를 대치하는 구체적인 타입으로 모든 클래스나 인터페이스가 대입될 수 있다.
제네릭타입<? extends 상위타입> : UpperBounded WildCards
- 타입 파라미터를 대치하는 구체적인 타입으로 하위 타입만 올 수 있다.
제네릭타입<? super 하위타입> : LowerBounded WildCards
- 타입 파라미터를 대치하는 구체적인 타입으로 상위 타입만 올 수 있다.

제네릭 메서드 만들기

제네릭 메서드란

매개변수 타입과 리턴 타입으로 타입 파라미터를 갖는 메서드를 말한다.

선언 방법

리턴 타입 앞에 <>를 추가하고 타입 파라미터를 기술한다.
타입 파라미터를 리턴타입과 매개변수에 사용한다.

public <타입 파라미터> 리턴타입 메소드명(매개변수, ...) {
    ...
}

클래스의 타입 파라미터와 메소드의 타입 파라미터의 이름이 같다면?
- 메소드에 대입되는 타입 파라미터는 클래스에 정의된 타입 파라미터와는 별개이다. 같은 문자 T를 대입해도 서로 다르다.

Erasure

참조

https://xxxelppa.tistory.com/206?category=858435

https://azurealstn.tistory.com/111?category=972027

https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/genTypes.html

제네릭은 제네릭 도입 전 코드와의 호환성 유지를 위한 작업을 동시에 진행했다. 따라서 코드의 호환성을 위해 erasure 방식을 사용한다.

제네릭 타입에서 타입 매개변수를 전혀 사용하지 않을 때를 Raw type이라고 한다. Raw type을 사용하는 것

erasure 방식은 컴파일 타입에만 타입 제약 조건을 정의하고, 런타임에서는 타입을 제거한다.

타입 소거 전

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

타입 소거 후

public class Example {
    public void method(Object type) {
        System.out.println(type.toString());
    }
}

위처럼 unbounded type에서는 Object로 바뀌게 된다.

그럼 bounded type은 어떻게 바뀔까?

타입 소거 전

public class Example<T extends Comparable<T>> {
    public void method(T type) {
        System.out.println(type.toString());
    }
}

타입 소거 후

public class Example {
    public void method(Comparable type) {
        System.out.println(type.toString());
    }
}

<T extends Comparable>와 같이 제한된 제네릭을 걸어두면 제한시킨 타입인 Comparable 타입으로 변환이 된다.

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