[JAVA] 제네릭

Box 클래스를 선언할 때 내용물로 content 필드를 선언하는 상황에서, box 안에 특정 클래스 타입으로 선언할 수 없기 때문에 

아래와 같이 Object 타입으로 선언한다.

 

public class Box {
	public Object content;
}

 

 

Object 타입은 모든 클래스의 최상위 부모 클래스로, 모든 객체는 부모타입인 Object로 자동변환 되므로 content 필드에는 어떤 객체든 대입이 가능하다.

 

Box box = new Box();
box.content = 모든 객체;

 

 

문제는 Box  내용물을 얻을 때, content 는 Object 타입이므로 어떤 객체가 대입됐는지 모른다.

이때 타입을 안다면 강제타입 변환을 거쳐 얻을 수 있다.

String content = (String)box.content;

 

 

어떤 내용물이 들어있는지 모르면 instanceof 연산자로 조사할 수 있지만 모든 종류의 클래스 대상으로 조사할 순 없다.

 

그래서 우린 box를 생성하기 전에 어떤 타입을 넣을지 알기에 타입을 미리 알려주면 content 에 무엇이 대입되고 읽을 때 어떤 타입으로 제공할지 알게된다. 

이것이 제네릭이다.

 

제네릭(Generic) 이란 결정되지 않은 타입을 파라미터로 처리하고 실제 사용할 때 파라미터를 구체적인 타입으로 대체시키는 기능

 

 

Box 클래스에서 결정되지 않은 content 타입을 T라는 타입 파라미터로 정의한 것이다.

public class Box<T> {
	public T content;
}

 

<T>는 T가 타입 파라미터(매개변수) 를 뜻하는 기호로, 타입이 필요한 자리에 T를 사용할 수 있음을 알려준다.

그래서 Box 클래스는 T가 무엇인지 모르지만 Box 객체가 생성될 시점에 다른 타입으로 대체된다는 것이다.

 

만약 내용물을 String 으로 저장한다면 아래와 같이 String으로 대체한다.

 

Box<String> box = new Box<>();
box.content = "공부해라 아냐 그건 너무 교과서야";
String content = box.content;

 

Box 내용물로 정수를 저장하고 싶으면 위처럼 타입 파라미터 T 대신 Integer로 대신한다 (Integer는 정수형을 표현하는 클래스타입)

 

<T> 는 단지 이름이기 때문에 A~Z 중 어떤 알파벳을 이용해도 좋다. 주의할 점은 대체 타입은 클래스 및 인터페이스라는 점이다.

int 대신 Integer을 사용한 것은 int는 기본 자료형이기 때문이다.

 

 

 

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제네릭 타입

 

제네릭 타입은 결정되지 않은 타입을 파라미터로 가지는 클래스와 인터페이스를 말한다.

제네릭 타입은 선언부에 '<>' 부호가 붙고, 그 사이에 타입 파라미터들이 위치한다.

 

public class 클래스명<A, B, ...> { ... }
public interface 인터페이스명<A, B, ...> { ... }

 

 

타입 파라미터는 변수명과 동일한 규칙에 따라 작성할 수 있지만, 일반적으로 대문자 알파벳 한 글자로 표현한다.

외부에서 제네릭 타입을 사용하려면 타입 파라미터에 구체적인 타입을 지정해야하고, 타입을 지정하지 않으면 Object 타입이 암묵적으로 사용된다.

 

 

클래스를 제네릭으로 사용한 예시

 

package Generic;

public class Product<K, M> {
    private K kind;
    private M model;

    public K getKind() {
        return kind;
    }

    public void setKind(K kind) {
        this.kind = kind;
    }

    public M getModel() {
        return model;
    }

    public void setModel(M model) {
        this.model = model;
    }   
}

package Generic;

public class Tv { }

package Generic;

public class Car { }

package Generic;

public class GenericExample {
    public static void main(String[] args) {

        Product<Tv, String> product1 = new Product<>();

        product1.setKind(new Tv());
        product1.setModel("스마트 tv");

        Tv tv = product1.getKind();
        String tvModel = product1.getModel();

        System.out.println(tvModel);

        Product<Car, String> product2 = new Product<>();

        product2.setKind(new Car());
        product2.setModel("벤츠");

        Car car = product2.getKind();
        String carModel = product2.getModel();

        System.out.println(product2);
    }
}

 

 

 

인터페이스를 제네릭 타입으로 선언한 예시

 

package Generic;

public interface Rentable <P>{
    P rent();
}

package Generic;

public class Home {
    public void turnOnLight(){
        System.out.println("전등을 킨다");
    }
}

package Generic;

public class Car {
    public void run(){
        System.out.println("자동차가 달린다");
    }
}

package Generic;

public class HomeAgency implements Rentable<Home>{
    @Override
    public Home rent(){
        return new Home(); //리턴타입이 반드시 home 이어야함.
    }
}

package Generic;

public class CarAgency implements Rentable<Car>{
    @Override
    public Car rent(){
        return new Car();
    }
}

package Generic;

public class GenericExampleImpl {
    public static void main(String[] args) {
        HomeAgency homeAgency = new HomeAgency();
        Home home = homeAgency.rent();
        home.turnOnLight();

        CarAgency carAgency = new CarAgency();
        Car car = carAgency.rent();
        car.run();
    }
}

위 GenericExampleImpl 코드는 HomeAgency 와 CarAgency 에서 대여한 Home, Car을 이용하는 방법을 보여준다.

 

 

 

 

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제한된 타입 파라미터

 

타입 파라미터를 대체하는 구체적인 타입을 제한하는 경우가 있다.

숫자를 연산하는 제네릭 메서드는 대체 타입으로 Number 또는 자식 클래스(Byte, Short, Integer, Long, Double)로 제한해야 할 필요가 있다.

이처럼 모든 타입으로 대체할 순 없고, 특정 타입과 자식 또는 구현 관계에 있는 타입만 대체할 수 있는 타입 파라미터를 제한된 타입 파라미터라고 한다.

 

정의

public <T extends 상위타입> 리턴타입 메서드(매개변수, ...) { ... }

 

 

타입 파라미터가 Number 타입으로 제한되면서 Object 의 메서드 뿐 아니라 Number가 가지고 있는 메서드도 사용 가능하다.

 

public <T extends Number> boolean compare(T t1, T t2) {
	double v1 = t1.doubleValue();  //Number의 doubleValue() 메서드 사용
    double v2 = t2.doubleValue();
    return (v1 == v2)
}

위 코드에서 doubleValue() 메서드는 Number 타입에 정의되어 있는 메서드이다.

 

 

제한된 타입 파라미터 사용 예시 코드 

package Generic;

public class GenericExampleRestrict {
    public static <T extends Number> boolean compare(T t1, T t2){
        System.out.println("compare(" + t1.getClass().getSimpleName() 
        					+ ", " + t2.getClass().getSimpleName() + ")");

        double v1 = t1.doubleValue();
        double v2 = t2.doubleValue();

        return v1 == v2;
    }

    public static void main(String[] args) {
        boolean result1 = compare(10,20);
        System.out.println(result1);
        System.out.println();

        boolean result2 = compare(4.5, 4.5);
        System.out.println(result2);
    }
}

 

 

 

 

 

타입 파라미터를 가지는 제네릭 메서드 사용 예시

타입 파라미터가 메서드 선언부에 정의된다는 점에서 제네릭 타입과 차이가 있다.

package Generic;

public class Box <T>{
    private T t;

    public T get() {
        return t;
    }

    public void set(T t) {
        this.t = t;
    }
}

package Generic;

public class GenericExampleMethod {
    public static <T> Box<T> boxing(T t){
        Box<T> box = new Box<>();
        box.set(t);
        return box;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Box<Integer> box1 = boxing(100);
        int intValue = box1.get();
        System.out.println(intValue);

        Box<String> box2 = boxing("윤채원");
        String strValue = box2.get();
        System.out.println(strValue);

    }
}

 

 

 

 

와일드카드 타입 파라미터

 

제네릭 타입을 매개값이나 리턴 타입으로 사용할 때 타입 파라미터로 ?(와일드카드)를 사용할 수 있다.

?는 범위에 있는 모든 타입으로 대체할 수 있다는 표시다.

 

만약 아래와 같은 상속 관계가 있을 때,

 

타입 파라미터의 대체 타입으로 Student와 자식 클래스인 HighStudent, MiddleStudent만 가능하도록 매개변수를 다음과 같이 선언할 수 있다.

리턴타입 메서드명(제네릭타입<? extends Student> 변수) { ... }

반대로 Worker의 부모 클래스인 Person만 가능하도록 매개변수를 다음과 같이 선언한다.

리턴타입 메서드명(제네릭타입 <? super Worker> 변수) { ... }

어떤 타입이든 가능하도록 매개변수를 선언할 수 있다.

리턴타입 메서드명(제네릭타입<?> 변수) { ... }