19. 제네릭(Generic)

thsamajiki·2022년 10월 25일

JAVA

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제네릭 정의

정적 언어(C, C++, C#, Java)을 다뤄보신 분이라면 제네릭(Generic)에 대해 잘 알지는 못하더라도 한 번쯤은 들어봤을 것이다. 특히 자료구조 같이 구조체를 직접 만들어 사용할 때 많이 쓰이기도 하고 매우 유용하기도 하다.

제네릭(Generic)은 직역하자면 '일반적인'이라는 뜻이다. 조금 더 부연설명을 하자면 '데이터 형식에 의존하지 않고, 하나의 값이 여러 다른 데이터 타입들을 가질 수 있도록 하는 방법'이다.

우리가 흔히 쓰는 ArrayList, LinkedList 등을 생성할 때 어떻게 쓰는가?

객체<타입> 객체명 = new 객체<타입>(); 이렇게 쓰지 않는가?

즉, 아래와 같이 여러 생성방식이 있다.

ArrayList<Integer> list1 = new ArrayList<Integer>();
ArrayList<String> list2 = new ArrayList<Integer>();

LinkedList<Double> list3 = new LinkedList<Double>():
LinkedList<Character> list4 = new LinkedList<Character>();

=> 이렇게 <> 괄호 안에 들어가는 타입을 지정해준다.

생각해보자. 만약에 우리가 어떤 자료구조를 만들어 배포하려고 한다. 그런데 String 타입도 지원하고싶고 Integer타입도 지원하고 싶고 많은 타입을 지원하고 싶다. 그러면 String에 대한 클래스, Integer에 대한 클래스 등 하나하나 타입에 따라 만들 것인가? 그건 너무 비효율적이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 우리는 제네릭이라는 것을 사용한다.

이렇듯 제네릭(Generic)은 클래스 내부에서 지정하는 것이 아닌 외부에서 사용자에 의해 지정되는 것을 의미한다. 한마디로 특정(Specific) 타입을 미리 지정해주는 것이 아닌 필요에 의해 지정할 수 있도록 하는 일반(Generic) 타입이라는 것이다.

(정확히 말하자면 지정된다는 것 보다는 타입의 경계를 지정하고, 컴파일 때 해당 타입으로 캐스팅하여 매개변수화 된 유형을 삭제하는 것이다. 이 것을 여기서 모두 설명하기에는 너무 길어지므로 일단 지정된다 정도로 알고가도 이해하는데 큰 문제는 없을 것이다.)

제네릭(Generic)의 장점

제네릭을 사용하면 잘못된 타입이 들어올 수 있는 것을 컴파일 단계에서 방지할 수 있다.
클래스 외부에서 타입을 지정해주기 때문에 따로 타입을 체크하고 변환해줄 필요가 없다. 즉, 관리하기가 편하다.
비슷한 기능을 지원하는 경우 코드의 재사용성이 높아진다.

제네릭(Generic) 사용방법

보통 제네릭은 아래 타입들이 많이 쓰인다.

<T>	Type
<E>	Element
<K>	Key
<V>	Value
<N>	Number

물론 반드시 한 글자일 필요는 없다. 또한 설명과 반드시 일치해야 할 필요도 없다. 예로들어 라고 해도 전혀 무방하다. 다만 대중적으로 통하는 통상적인 선언이 가장 편하기 때문에 위와같은 암묵적(?)인 규칙이 있을 뿐이다.

그럼 각 상황별 선언 및 생성 방법을 알아보자.

클래스 및 인터페이스 선언

public class ClassName<T>{...}
public Interface InterfaceName<T>{...}

기본적으로 제네릭 타입의 클래스나 인터페이스의 경우 위와같이 선언한다.

T 타입은 해당 블럭 { ... } 안에서까지 유효하다.

또한 여기서 더 나아가 제네릭 타입을 2개로 둘 수도 있다. (대표적으로 타입 인자로 두 개 받는 대표적인 컬렉션인 HashMap을 생각해보자.)

public class ClassName<T,k>{...}
public Interface InterfaceName<T,K>{...}

//HashMap의 경우 아래와같이 선언.
public class HashMap<K,V>{...}

이렇듯 데이터 타입을 외부로부터 지정할 수 있도록 할 수 있다.

그럼 이렇게 생성된 제네릭 클래스를 사용하고 싶을 것이다. 즉, 객체를 생성해야 하는데 이 때 구체적인 타입을 명시를 해주어야 하는 것이다.

public class ClassName <T, K> { ... }

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		ClassName<String, Integer> a = new ClassName<String, Integer>();
	}
}

위 예시대로라면 T는 String이 되고, K는 Integer가 된다.

이 때 주의해야 할 점은 타입 파라미터로 명시할 수 있는 것은 참조 타입(Reference Type)밖에 올 수 없다. 즉, int, double, char 같은 primitive type은 올 수 없다는 것이다. 그래서 int형 double형 등 primitive Type의 경우 Integer, Double 같은 Wrapper Type으로 쓰는 이유가 바로 위와같은 이유다.

또한 바꿔 말하면 참조 타입이 올 수 있다는 것은 사용자가 정의한 클래스도 타입으로 올 수 있다는 것이다.

public class ClassName <T> { ... }

public class Student { ... }

public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		ClassName<Student> a = new ClassName<Student>();
	}
}

제네릭 클래스 활용예시

// 제네릭 클래스
class ClassName<E> {

	private E element;	// 제네릭 타입 변수

	void set(E element) {	// 제네릭 파라미터 메소드
		this.element = element;
	}

	E get() {	// 제네릭 타입 반환 메소드
		return element;
	}

}

class Main {
		public static void main(String[] args) {

				ClassName<String> a = new ClassName<String>();
				ClassName<Integer> b = new ClassName<Integer>();
		
				a.set("10");
				b.set(10);
		
				System.out.println("a data : " + a.get());
				// 반환된 변수의 타입 출력
				System.out.println("a E Type : " + a.get().getClass().getName());
		
				System.out.println();
				System.out.println("b data : " + b.get());
				// 반환된 변수의 타입 출력
				System.out.println("b E Type : " + b.get().getClass().getName());
		
		}
}