Java - Generic

JeongHoHyun·2024년 12월 30일

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✏️ Generic

<>를 사용한 클래스를 제네릭 클래스라 한다.
제네릭 클래스를 사용할 때는 Integer, String 같은 타입을 미리 결정하지 않는다.
대신에 클래스명 오른쪽에 <T> 와 같이 선언하면 제네릭 클래스가 된다.
- 여기서 T를 타입 매개변수라고 한다.
- 이 타입 매개변수는 이후에 Integer, String 으로 변환 할 수 있다.
클래스 내부에 T 타입이 필요한 곳에 T value와 같이 타입 매개변수를 적어두면 된다.
사용할 타입을 미리 결정하지 않고, 실제 사용하는 생성 시점에 타입을 결정한다.

📖 제네릭 적용 예제

public class GenericBox<T> {
    private T value;

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

public class BoxMain3 {
    
    public static void main(String[] args) {
        GenericBox<Integer> integerBox = new GenericBox<>();    // 생성 시점에 T의 타입이 결정
        integerBox.set(10); // Integer 타입만 허용, 그외 컴파일 오류
        Integer integer = integerBox.get(); // Integer 타입 반환 (캐스팅 X)
        System.out.println("integer = " + integer);

        GenericBox<String> stringBox = new GenericBox<>();
        stringBox.set("Hello");
        String string = stringBox.get();
        System.out.println("string = " + string);
        
        // 그 외 원하는 모든 타입 사용 가능
    }
}

row 타입

제네릭 타입을 사용할 때는 항상 <>를 사용해서 사용시점에 원하는 타입을 지정해야 한다.

GenericBox integerBox = new GenericBox();

위와 같이 <>을 지정하지 않을 수 이쓴데, 이런것을 로 타입(row type), 또는 원시타입 이라한다.
원시 타입을 사용하면 내부의 타입 매개변수가 Object로 사용된다고 이해하면 된다.
과거 코드와 호환이 필요해서 있는 기능이므로 사용하지 않는 것을 권장한다.
Object 타입을 사용해야 한다면 인자로 Object를 지정해서 사용하면 된다.

GenericBox<Object> integerBox = new GenericBox<>();

📌 타입 매개변수 제한

package generic;

import generic.animal.Animal;

public class AnimalHospitalV3 <T extends Animal>{
    private T animal;
    public void set(T animal){
        this.animal = animal;
    }

    public void checkup(){
        System.out.println("동물 이름 : " + animal.getName());
        System.out.println("동물 크기 : " + animal.getSize());
    }

    public T getBigger(T target){
        return animal.getSize() > target.getSize() ? animal : target;
    }
}

제한하지 않으면 모든 타입이 들어올 수 있다.
핵심은 <T extends Animal>이다.
타입 매개변수 T를 Animal과 그 자식만 받을 수 있도록 제한을 두는 것이다.
자바 컴파일러는 T에 입력될 수 있는 값의 범위를 예측할 수 있다.
따라서 Animal이 제거공하는 메서드 (getName(), getSize()) 같은 기능을 사용할 수 있다.

제네릭 메서드 (Generic Method)

package generic.ex4;

public class GenericMethod {
    public static Object objMethod(Object obj){
        System.out.println("Object print : " + obj);
        return obj;
    }

    public static <T> T genericMethod(T t){
        System.out.println("Generic print : " + t);
        return t;
    }

    public static <T extends Number> T numberMethod(T t){
        System.out.println("Object print : " + t);
        return t;
    }
}

package generic.ex4;

public class MethodMain1 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer i = 10;
        Object object = GenericMethod.objMethod(i);

        // 타입인자 (Type Argument) 명시적 전달
        System.out.println("명시적 타입 인자 전달");
        Integer result = GenericMethod.<Integer>genericMethod(i);
        Integer integerValue = GenericMethod.<Integer>numberMethod(10);
        GenericMethod.<Double>numberMethod(20.0);

        // 타입 추론, 생략 가능
        Integer result1 = GenericMethod.genericMethod(15);
        Integer integerValue1 = GenericMethod.numberMethod(20);
    }
}

정의 : <T> T genericMethod(T t)
타입 인자 전달 : 메서드를 호출하는 시점
- ex) GenericMethod.<Integer>genericMethod(i);
제네릭 메서드는 클래스 전체가 아니라 특정 메서드 단위로 제네릭을 도입할 때 사용한다.
제네릭 메서드를 정의할 때는 메서드의 반환 타입 왼쪽에 다이아몬드를 사용해서 <T>와 같이 타입 매개변수를 적어준다.
타입 추론덕분에 컴파일러가 대신 처리하기 때문에 생략도 가능하다.
제네릭 메서드는 메서드를 실제 호출하는 시점에 다이아몬드를 사용해서 <Integer>와 같이 타입을 정하고 호출한다.

🃏 와일드 카드 (wildcard)

제네릭 타입을 조금 더 편리하게 사용할 수 있다.
와일드 카드는 컴퓨터 프로그래밍에서 *, ? 와 같이 하나 이상의 문자들을 상징하는 특수 문자를 뜻한다.

package generic.ex5;

import generic.animal.Animal;

public class WildcardEx {
    static <T> void printGenericV1(Box<T> box){
        System.out.println("T = " + box.get());
    }

    static void printWildcardV1(Box<?> box){
        System.out.println("? = " + box.get());
    }

    static <T extends Animal> void printGeneticV2(Box<T> box){
        T t = box.get();
        System.out.println("이름 = " + t.getName());
    }

    static void printWildCardV2(Box<? extends Animal> box){
        Animal animal = box.get();
        System.out.println("이름 = " + animal.getName());
    }

    static <T extends Animal> T printAndReturnGenetic(Box<T> box){
        T t = box.get();
        System.out.println("이름 = " + t.getName());
        return t;
    }

    static Animal printAndReturnWildcard(Box<? extends Animal> box){
        Animal animal = box.get();
        System.out.println("이름 = " + animal.getName());
        return animal;
    }
}

제네릭 메서드와 와일드 카드를 비교할 수 있게 같은 기능을 각각 하나씩 배치해두었다.
와일드 카드는 ?를 사용해서 정의한다.
와일드 카드에서도 마찬가지로 상한 제한을 둘 수 있다.
'? extends Animal'을 지정했다. 이렇게 하면 Animal과 그 하위 타입만 입력 받는다. 만약 다른 타입을 입력하면 컴파일 오류가 발생한다.
결과적으로 Animal 타입의 기능을 호출할 수 있다.

🛑 참고
- 와일드 카드는 제네릭 타입이나, 제네릭 메서드를 선언하는 것이 이니다.
- 이미 만들어진 제네릭 타입을 활용할 때 사용한다.
- 와일드 카드는 메서드의 타입들을 타입 인자를 통해 변경할 수 없다. (일반 메서드에 사용한다)
- 메서드 타입들을 특정 시점에 변경하려면 제네릭 타입이나, 제네릭 메서드를 사용해야한다.
정리
- 제네릭 타입이나 제네릭 메서드가 꼭 필요한 상황이면 <T>를 사용하고, 그렇지 않은 상황이면 와일드 카드를 사용하는 것을 권장한다.
하한 와일드 카드
```
// Animal 포함 상위 타입 전달 가능
static void writeBox(Box<? super Animal> box) {
     box.set(new Dog("멍멍이", 100);
}
```
- 이 코드는 ? 가 Animal 타입을 포함한 Animal 타입의 상위 타입만 입력 받을 수 있다는 뜻이다.
- 하한을 Animal로 제한했기 때문에 Animal 타입의 하위 타입은 Box, Box은 전달 할 수 없다.
- 제네릭 타입, 제네릭 메서드에서는 사용할 수 없다.