제네릭

강진구·2024년 3월 26일

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제네릭(Generic)이란?

타입 매개변수(Type Parameter)를 이용하여 클래스, 인터페이스, 메서드를 정의할 때 타입을 일반화시켜주는 기능.

코드의 유연성과 재사용성을 높이고, 컴파일 시 타입 안전성을 보장함.

제네릭의 효용

타입 언어에서 “중복되거나 필요없는 코드를 줄여주는 것”

여기서 중복되는 코드가 의미하는게 뭘까?

function plusReturnFunction(a, b) {
    return a + b;
}

const a = 1;
const b = 2;
const c = 1.1;
const d = "hello";

plusReturnFunction(a + b); // 3
plusReturnFunction(a + c); // 2.1
plusReturnFunction(a + d); // 1hello

자바스크립트를 예로들어 설명하면
기본적으로 타입을 지정 해 줄 필요가 없기에 하나의 함수만 구현하면 된다

public class Generic {
    public String plusReturnFunction(int a, int b) { ... }

    public String plusReturnFunction(int a, long b) { ... }

    public String plusReturnFunction(int a, String b) { ... }
}

하지만 자바는 일반적으로 타입을 지정해줘야한다
그래서 똑같은 로직을 수행하는 함수를 타입을 지정해야 한다는 이유로 세 차례나 구현해야 한다

그러면서도 타입 안정성을 해치지 않는 것

그렇다면 타입의 안정성을 해치는 것은 뭘까?

public class Generic {
    public Object plusReturnFunction(Object a,Object b) { ... }
}

자바의 “거의 모든 것”은 객체이고, 객체라는 것은 Object 클래스를 상속한다
Object를 상속받기 때문에 위의 코드와 같이 작성을 한다면,실제로 타입과 상관 없이 메서드 안에 두 파라미터를 전달하는 것은 가능하다
하지만 이런 경우 타입 안정성이 침해받게 된다
메서드를 위와 같이 구현했기 때문에, 지금은 아주 작아보이는 { … } 블럭 안에 모든 경우의 수를 대비해야 한다
또한 메서드 내부는 타입에 지배받고 있다
결론적으로는 다음과 같은 문제들이 발생한다
- 예를 들어 a 객체와 b 객체에 단항 연산자를 사용 할 수 있을까?
- 또는 두 타입이 다르다면 연산자를 사용하기 위해 같은 타입으로 맞춰줘야 하는데, 어떠한 타입으로 맞출 수 있을까? int? long?
- 마지막으로 순서는 어떻게 할까? int long을 형변환 해서 처리하는 로직의 코드를 작성했는데, long과 int로 들어오면 어떻게 할까?
타입의 논리로 동작하는 세상에서, 타입 안정성을 침해하는 행위를 했다 그러한 댓가로 형변환과 같은 부수적인 코드는 오히려 늘어나게된다

Generic문법

public class Generic<T> { ... }

Generic<String> stringGeneric = new Generic<>();

Generic의 클래스처럼, 제네릭을 사용한 클래스를 제네릭 클래스라고 한다

제네릭에서 <>사이에 들어가는 변수명 T는 타입 변수라고 한다

Generic 클래스를 원시 타입 이라고 한다

다수의 타입변수를 사용 할 수 있다

public class Generic<T, U, E> {
  public E multiTypeMethod(T t, U u) { ... }
}


Generic<Long, Integer, String> instance = new Generic();
instance.multiTypeMethod(longVal, intVal);

다형성, 즉 상속과 타입의 관계는 그대로 적용된다

대표적으로 부모 클래스로 제네릭 타입변수를 지정하고, 그 안에 자식클래스를 넘기는 것은 잘 동작한다

와일드 카드를 통해 제네릭의 제한을 구체적으로 정할 수 있다

제네릭에서 와일드카드(Wildcard)는 특정 타입을 대체할 수 있는 기호

주로 메서드의 매개변수나 반환 타입으로 사용되며, 불특정한 타입을 나타낸다.

와일드카드는 ? 기호로 표현

public class ParkingLot<T extends Car> { ... }

ParkingLot<BMW> bmwParkingLot = new ParkingLot();
ParkingLot<Iphone> iphoneParkingLot = new ParkingLog(); // error!

1.상한 와일드카드(Upper Bounded Wildcards) <? extends T>
: T와 그 자손들만 사용 가능
2.하한 와일드카드(Lower Bounded Wildcards)<? super T>
: T와 그 조상들만 가능
3.와일드카드(Wildcard)<?>
: 제한 없음

이렇게 제한을 하는 이유는 다형성 때문이다
위의 코드에서, T는 Car의 자손클래스들이라고 정의했기 때문에,
해당 클래스 내부에서 최소 Car 객체에 멤버를 접근하는 코드를 적을 수 있다
반대로 그러한 코드들이 있을 여지가 있기 때문에,
Car 객체의 자손이 아닌 클래스는 제한한다

메서드를 스코프로 제네릭을 별도로 선언 할 수 있다 - 잘 이해가 안가는 부분

// 또는 ..
static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) { ... }

이렇게 반환 타입 앞에 <> 제네릭을 사용한 경우, 해당 메서드에만 적용되는 제네릭 타입변수를 선언 할 수 있다
타입변수를 클래스 내부의 인스턴스 변수 취급하기 때문에 제네릭 클래스의 타입변수를 static 메서드에는 사용 할 수 없었지만, 제네릭 메소드의 제네릭 타입 변수는 해당 메소드에만 적용되기 때문에 메소드 하나를 기준으로 선언하고 사용 할 수 있다
같은 이름의 변수를 사용했다고 해도 제네릭 메소드의 타입변수는 제네릭 클래스의 타입변수와 다르다

public class Generic<T, U, E> {
		// Generic<T,U,E> 의 T와 아래의 T는 이름만 같을뿐 다른 변수
    static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) { ... }
}

강진구

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