정적언어(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.
잠깐 그럼 제네릭(Generic)이란 무엇인지에 대해 알고 가보도록 하자.
제네릭(Generic)은 직역하자면 '일반적인'이라는 뜻이다. 음.. 한 번에 이해가 가진 않는다. 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.
Generic(제네릭)의 장점
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제네릭을 사용하면 잘못된 타입이 들어올 수 있는 것을 컴파일 단계에서 방지할 수 있다.
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클래스 외부에서 타입을 지정해주기 때문에 따로 타입을 체크하고 변환해줄 필요가 없다. 즉, 관리하기가 편하다.
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비슷한 기능을 지원하는 경우 코드의 재사용성이 높아진다.
Generic(제네릭) 사용방법
보통 제네릭은 아래 표의 타입들이 많이 쓰인다.
| 타입 | 설명 |
|---|---|
<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
public class ClassName <T> { ... }
public Interface InterfaceName <T> { ... } 기본적으로 제네릭 타입의 클래스나 인터페이스의 경우 위와같이 선언한다.
또한 여기서 더 나아가 제네릭 타입을 두 개로 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 아래와 같이 선언되어있을 것이다.
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.
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>();
}
}2. 제네릭 메소드
그러면 클래스 및 인터페이스를 제네릭으로 받는 방법을 알아봤으니 여기에 더하여 메소드까지 확장해서 알아보자.
제네릭 클래스
// 제네릭 클래스
class ClassName<E> {
private E element; // 제네릭 변수
void set(E element) { // 제네릭 메소드
this.element = element;
}
E get() { // 제네릭 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());
}
}보면 ClassName이란 객체를 생성할 때 <> 안에 타입 파라미터(Type parameter)를 지정한다.
그러면 a객체의 ClassName의 E 제네릭 타입은 String으로 모두 변환된다.
반대로 b객체의 ClassName의 E 제네릭 타입은 Integer으로 모두 변환된다.
실제로 위 코드를 실행시키면 다음과 같이 출력된다.
만약 제네릭을 두 개 쓰고 싶다면 이렇게 할 수도 있다.
// 제네릭 클래스
class ClassName<K, V> {
private K first; // K 타입(제네릭)
private V second; // V 타입(제네릭)
void set(K first, V second) {
this.first = first;
this.second = second;
}
K getFirst() {
return first;
}
V getSecond() {
return second;
}
}
// 메인 클래스
class Main {
public static void main(String[] args) {
ClassName<String, Integer> a = new ClassName<String, Integer>();
a.set("10", 10);
System.out.println(" fisrt data : " + a.getFirst());
// 반환된 변수의 타입 출력
System.out.println(" K Type : " + a.getFirst().getClass().getName());
System.out.println(" second data : " + a.getSecond());
// 반환된 변수의 타입 출력
System.out.println(" V Type : " + a.getSecond().getClass().getName());
}
}결과는 다음과 같다.
이렇게 외부 클래스에서 제네릭 클래스를 생성할 때 <> 괄호 안에 타입을 파라미터로 보내 제네릭 타입을 지정해주는 것. 이 것이 바로 제네릭 프로그래밍이다.
그런데 이런 의문이 들 수 있다. "아니 그러면 특정 범위만 허용하고 나머지 타입은 제한 할 수 없나요?"라는 얘기가 나오기 마련이다. 당연히 가능하다. 다음 파트로 넘어가보자.
제한된 Generic(제네릭)과 와일드 카드
지금까지는 제네릭의 가장 일반적인 예시들을 보여주었다. 예로들어 타입을 T라고 하고 외부클래스에서 Integer을 파라미터로 보내면 T 는 Integer가 되고, String을 보내면 T는 String이 된다. 만약 당신이 Student 라는 클래스를 만들었을 때 T 파라미터를 Student로 보내면 T는 Student가 된다. 즉, 제네릭은 참조 타입 모두 될 수 있다.
근데, 만약 특정 범위 내로 좁혀서 제한하고 싶다면 어떻게 해야할까?
이 때 필요한 것이 바로 ?(물음표)다. ? 는 와일드 카드라고 해서 '알 수 없는 타입'이라는 의미다.
와일드 카드를 이용할 때 크게 세 가지 방식이 있다. 바로 super 키워드와 extends 키워드, 마지막으로 ? 하나만 오는 경우다. 코드로 보자면 다음과 같다.
<? extends T> // T와 T의 자손 타입만 가능
<? super T> // T와 T의 부모(조상) 타입만 가능
<?> // 모든 타입 가능. <? extends Object>랑 같은 의미보통 이해하기 쉽게 다음과 같이 부른다.
: 상한 경계 : 하한 경계 : 와일드 카드(Wild card)