[Day 7 | Java] 제네릭

컬렉션을 사용할 때 타입 안정성의 문제가 발생할 수 있습니다. 제네릭(Generic)은 이러한 문제를 해결하기 위한 기법으로, 컴파일 시점에 타입을 지정하여 타입 안정성을 높이고 형변환을 줄여줍니다.

제네릭의 장점:

1. 타입 안정성: 제네릭을 사용하면 컬렉션에 저장할 수 있는 데이터 타입을 제한할 수 있어서 ClassCastException 같은 런타임 오류를 줄일 수 있습니다.
2. 코드 가독성: 제네릭을 사용하면 형변환 없이 데이터를 다룰 수 있기 때문에 가독성이 좋아집니다.
3. 재사용성: 제네릭을 사용하면 다양한 타입의 데이터를 처리할 수 있는 재사용 가능한 코드를 작성할 수 있습니다.

제네릭과 컬렉션 프레임워크의 관계

제네릭은 컬렉션 프레임워크와 함께 사용되어, 컬렉션이 다루는 데이터의 타입을 명시적으로 지정할 수 있습니다. 제네릭을 사용하지 않으면, 모든 데이터가 Object로 처리되기 때문에, 데이터를 꺼낼 때마다 형변환이 필요합니다. 그러나 제네릭을 사용하면 컴파일 시점에 데이터 타입이 결정되므로 형변환이 필요 없고, 더 안전한 코드를 작성할 수 있습니다.

제네릭의 주요 특징

1. 타입 파라미터: 제네릭 클래스나 메서드에서는 타입 파라미터를 사용합니다. 예를 들어, ArrayList<String>은 String 타입을 저장하는 ArrayList입니다. <T>, <E>, <K, V> 등과 같은 타입 파라미터를 사용할 수 있습니다.
   2. 컴파일 시 타입 검증: 제네릭을 사용하면 컴파일 시점에 타입을 체크하여 런타임 오류를 줄일 수 있습니다.
2. 형변환 불필요: 제네릭을 사용하면 데이터를 꺼낼 때마다 형변환을 할 필요가 없어서 코드가 더 간결해집니다.

수업코드

package com.util1;

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListEx03 {
    public static void main(String[] args) {
        // 제네릭을 사용하지 않은 ArrayList (다양한 타입이 들어갈 수 있음)
        ArrayList al = new ArrayList();

        // 1. ArrayList에 다양한 타입의 데이터 추가
        al.add("A");    // 문자열
        al.add("B");    // 문자열
        al.add(10);     // 정수형 (int)
        al.add(20);     // 정수형 (int)
        al.add('a');    // 문자형 (char)
        al.add('b');    // 문자형 (char)

        // 2. ArrayList의 요소 출력 (정상적으로 출력)
        System.out.println(al);  // 출력: [A, B, 10, 20, a, b]

        // 3. ArrayList의 데이터 타입 불일치로 인한 문제 발생
        // 이 코드는 컴파일 시에는 문제가 없지만, 실행 시 ClassCastException 오류 발생
        for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
            // ArrayList에서 데이터를 가져올 때, Object로 반환되기 때문에
            // 문자열로 형변환을 시도하지만, 정수나 문자형이 들어가 있으면 오류 발생
            String data = (String) al.get(i);  // 실행 중 ClassCastException 발생
            System.out.println(data);
        }

        // 4. 제네릭을 사용한 ArrayList
        // 제네릭을 사용하여 String 타입으로만 데이터를 받도록 제한
        ArrayList<String> al2 = new ArrayList<>();

        // 5. ArrayList에 문자열만 추가
        al2.add("aa");
        al2.add("bb");
        al2.add("cc");

        // 6. 제네릭을 사용한 ArrayList에서 데이터를 가져올 때는 형변환이 필요 없음
        // 타입 안정성이 보장되므로 String 타입으로 바로 가져올 수 있음
        for (int i = 0; i < al2.size(); i++) {
            String data = al2.get(i);  // 형변환 필요 없음
            System.out.println(data);
        }

        // 7. 향상된 for문을 사용하여 ArrayList의 요소 출력 (더 간결하게 표현 가능)
        for (String data : al2) {
            System.out.println(data);  // 형변환 없이 바로 출력
        }
    }
}

수업코드 : ArrayListEx04

package com.util1;

import java.util.Objects;

public class Student {
    private String hakbun;
    private String name;

    public Student(String hakbun, String name) {
        this.hakbun = hakbun;
        this.name = name;
    }

    public String getHakbun() {
        return hakbun;
    }

    public void setHakbun(String hakbun) {
        this.hakbun = hakbun;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "hakbun='" + hakbun + '\'' +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
        Student student = (Student) o;
        return Objects.equals(hakbun, student.hakbun) && Objects.equals(name, student.name);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return Objects.hash(hakbun, name);
    }
}

package com.util1;

import java.util.ArrayList;

public class ArrayListEx04 {
    public static void main(String[] args) {
        // 3명의 Student 객체 생성
        Student s1 = new Student("1001", "홍길동");
        Student s2 = new Student("1002", "박문수");
        Student s3 = new Student("1003", "임꺽정");

        // Student 타입만 저장 가능한 ArrayList 생성
        ArrayList<Student> al = new ArrayList<>();

        // ArrayList에 Student 객체 추가
        al.add(s1);
        al.add(s2);
        al.add(s3);

        // ArrayList 출력 (내부적으로 toString 호출되어 각 객체의 정보가 출력됨)
        System.out.println(al);
        
         // for문을 통한 접근
        for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
            Student s = al.get(i);
            System.out.println(s.getHakbun());
            System.out.println(s.getName());
        }

        // 향상된 for문
        for (Student s : al) {
            System.out.println(s.getHakbun());
            System.out.println(s.getName());
        }
    }
}