- 대부분의 최신 프로그래밍 언어는 제네릭(Generic) 개념을 제공함
- 자바에서 제네릭을 제대로 이해하는 것은 어렵기 때문에, 먼저 제네릭을 전혀 사용하지 않고 코드를 작성한 후 코드에 제네릭을 점진적으로 도입
- 기존 방식으로는 해결이 어려운 코드 중복을 제네릭이 어떻게 해결하는지 자연스럽게 이해할 수 있도록 함
- 제네릭이 필요한 이유를 코드를 통해 학습
제네릭이 필요한 이유
IntegerBox
package generic.ex1;
public class IntegerBox {
private Integer value;
public void set(Integer value) {
this.value = value;
}
public Integer get() {
return value;
}
}- 숫자를 보관하고 꺼낼 수 있는 단순한 기능 제공
StringBox
package generic.ex1;
public class StringBox {
private String value;
public void set(String object) {
this.value = object;
}
public String get() {
return value;
}
}- 문자열을 보관하고 꺼낼 수 있는 단순한 기능을 제공
메인 클래스 : BoxMain1
package generic.ex1;
public class BoxMain1 {
public static void main(String[] args) {
IntegerBox integerBox = new IntegerBox();
integerBox.set(10); //오토 박싱
Integer integer = integerBox.get();
System.out.println("integer = " + integer);
StringBox stringBox = new StringBox();
stringBox.set("hello");
String str = stringBox.get();
System.out.println("str = " + str);
}
}실행 결과
integer = 10
str = hello- 코드를 보면 먼저 숫자를 보관하는
IntegerBox를 생성하고, 그곳에 숫자10을 보관하고, 꺼낸 다음에 출력함 - 참고로 오토 박싱에 의해
int가Integer로 자동 변환됨 - 다음으로 문자열을 보관하는
StringBox를 생성하고 그곳에 문자열"hello"를 보관하고, 꺼낸 다음에 출력함
문제
- 이후에
Double,Boolean을 포함한 다양한 타입을 담는 박스가 필요하다면 각각의 타입별로DoubleBox,BooleanBox와 같이 클래스를 새로 만들어야 함 - 담는 타입이 수십개라면, 수십개의
XxxBox클래스를 생성해야 함 - 이 문제를 아래 방식을 통해 해결해야 함
다형성을 통한 중복 해결 시도
Object는 모든 타입의 부모- 다형성(다형적 참조)를 사용해서 위 문제 해결 시도
ObjectBox
package generic.ex1;
public class ObjectBox {
private Object value;
public void set(Object object) {
this.value = object;
}
public Object get() {
return value;
}
}- 내부에
Object value를 가지고 있음 Object는 모든 타입의 부모- 부모는 자식을 담을 수 있으므로 세상의 모든 타입을
ObjectBox에 보관할 수 있음
메인 클래스 : BoxMain2
package generic.ex1;
public class BoxMain2 {
public static void main(String[] args) {
ObjectBox integerBox = new ObjectBox();
integerBox.set(10);
Integer integer = (Integer) integerBox.get(); //Object -> Integer 캐스팅
System.out.println("integer = " + integer);
ObjectBox stringBox = new ObjectBox();
stringBox.set("hello");
String str = (String) stringBox.get(); //Object -> String 캐스팅
System.out.println("str = " + str);
//잘못된 타입의 인수 전달시
integerBox.set("문자100");
Integer result = (Integer) integerBox.get(); // String -> Integer 캐스팅 예외
System.out.println("result = " + result);
}
}실행 결과
integer = 10
str = hello
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class java.lang.String
cannot be cast to class java.lang.Integer (java.lang.String and
java.lang.Integer are in module java.base of loader 'bootstrap')
at generic.ex1.BoxMain2.main(BoxMain2.java:24)- 이 방식에는 몇 가지 문제가 있음
반환 타입이 맞지 않는 문제
- 먼저
integerBox를 만들어서 숫자10을 보관함 - 숫자를 입력하는 부분에는 문제가 없어보이지만,
integerBox.get()을 호출할 때 문제가 나타남
integerBox.get()의 반환 타입은Object임
Object obj = integerBox.get();Integer = Object는 성립하지 않음- 자식은 부모를 담을 수 없음
- 따라서 다음과 같이
(Integer)타입 캐스팅 코드를 넣어서Object타입을Integer타입으로 직접 다운 캐스팅해야 함
Integer integer = (Integer) integerBox.get() //1
Integer integer = (Integer) (Object)value //2
Integer integer = (Integer)value //3StringBox의 경우도 마찬가지임stringBox.get()이Object를 반환하므로 다음과 같이 다운 캐스팅해야 함
String str = (String) stringBox.get();잘못된 타입의 인수 전달 문제
integerBox.set("문자100");- 개발자의 의도는
integerBox에는 변수 이름과 같이 숫자 타입이 입력되기를 기대함 - 하지만
set(Obejct..)메서드는 모든 타입의 부모인Object를 매개변수로 받기 때문에 세상의 어떤 데이터도 입력받을 수 있음 - 따라서 이렇게 문자열을 입력해도 자바 언어 입장에서는 아무런 문제가 되지 않음
- 잘못된 타입의 값을 전달하면 값을 꺼낼 때 문제가 발생함
Integer result = (Integer) integerBox.get(); //1
Integer result = (Integer) "문자100"; //2
Integer result = (Integer) "문자100"; //3. 예외 발생 String을 Integer로 캐스팅할 수 없다.- 숫자가 들어가 있을 것으로 예상한 박스에는 문자열이 들어가 있었음
- 결과적으로 다운 캐스팅시에
String을Integer로 캐스팅 할 수 없다는 예외가 발생하고 프로그램이 종료됨
정리
-
다형성을 활용한 덕분에 코드의 중복을 제거하고 기존 코드를 재사용할 수 있게 됨
- 하지만 입력할 때 실수로 원하지 않는 타입이 들어갈 수도 있는 타입 안전성 문제가 발생함
- 예를 들어
integerBox에는 숫자만 넣어야 하고,stringBox에는 문자열만 입력할 수 있어야 함 - 하지만 박스에 값을 보관하는
set()의 매개변수가Object이기 때문에 다른 타입의 값을 입력할 수 있음
-
반환 시점에도
Object를 반환하기 때문에 원하는 타입을 정확하게 받을 수 없음- 항상 위험한 다운 캐스팅을 시도해야 함
-
결과적으로 이 방식은 타입 안전성이 떨어짐
- 지금까지 개발한 프로그램은 코드 재사용과 타입 안전성을 한 번에 잡을 수 없음
- 코드 재사용성을 늘리기 위해
Object와 다형성을 사용하면 타입 안전성이 떨어지는 문제가 발생함
- 코드 재사용성을 늘리기 위해
BoxMain1: 각각의 타입별로IntegerBox,StringBox와 같은 클래스를 모두 정의
- 코드 재사용X
- 타입 안전성O
BoxMain2:ObjectBox를 사용해서 다형성으로 하나의 클래스만 정의
- 코드 재사용O
- 타입 안전성X
💡 제네릭을 사용하면 코드 재사용성과 타입 안전성을 모두 챙길 수 있음
Backend development