[Java] 자바 - 제네릭(Generic)

자바(Java)에서 제네릭(Generic)은 클래스 내부에서 사용하는 데이터의 타입(Type)을 클래스의 인스턴스를 생성할 때 결정하는 것을 의미합니다. 객체의 타입을 컴파일 시점에 체크하기 때문에 타입 안정성을 높이고 형 변환의 번거로움을 줄일 수 있습니다. 아래 간략하게 제네릭(Generic)을 사용하여 선언된 클래스와 객체를 선언한 부분을 살펴보겠습니다.

public class TestGeneric<T> 
{
    public T sample;

    public void showYourType()
    {
        if(sample instanceof Integer)
            System.out.println("Integer 타입이군요!!");
       	else if(sample instanceof String)
            System.out.println("String 타입이군요!!");
    }
}

▼ TestGeneric 클래스의 멤버변수인 sample 멤버 변수는 T라는 Type을 가집니다. 하지만 T라는 타입은 존재하지 않는 타입이죠. T 타입은 나중에 TestGeneric 클래스의 인스턴스가 생성될 때 결정이 됩니다. TestGeneric 객체를 생성하는 main 함수 영역을 보죠.

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
        TestGeneric<String> stringType = new TestGeneric<String>();
        TestGeneric<Integer> integerType = new TestGeneric<Integer>();

		stringType.sample = "Hello";
		integerType.sample = 1;

        stringType.showYourType();
        integerType.showYourType();
    }
}

▼ stringType 객체 선언부를 보시면 <> 안에 타입을 지정하게 되는데 이때 들어가는 타입이 멤버변수 sample의 타입으로 결정이 됩니다. 즉 stringType 객체의 sample 멤버 변수의 타입은 String이 되는 셈이죠.

 

▼ integerType 객체의 sample 멤버 변수의 타입은 Integer가 됩니다.

 

main 실행 결과

▼ 이런 식으로 객체 생성 시점에 타입이 결정되기 때문에 의도하지 않은 타입의 객체 저장을 막을 수 있고 명시적으로 타입을 지정하였기 때문에 객체를 참조할 때 명시적으로 형 변환을 해줄 필요가 없습니다. 대표적으로 우리가 자주 보던 제네릭 기반의 클래스로 ArrayList가 존재합니다. 

 

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
       ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

       list.add("Hello");
       list.add("World");

       for(int i = 0 ; i < list.size(); i++)
       {
		   System.out.println(list.get(i));
	   }
    }
}

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 1. 복수 제네릭

위에서는 한 개의 제네릭을 사용하지만 복수개의 제네릭을 사용하는 것도 가능합니다. 

public class TestGeneric<T, K>
{
    public T sample;
    public K sapmle2;
}

▼ 제네릭의 구분은 쉼표(,)를 통해 하며 <T, K>와 같은 형식으로 사용하며 어떠한 문자도 사용 가능합니다. 위 코드에서 T 타입은 sample 멤버 변수의 타입이 되고 K 타입은 sample 멤버변수의 타입이됩니다. T와 K 둘다 아래와 같이 TestGeneric 클래스의 객체가 생성될 때 결정됩니다.

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
       TestGeneric<String, Integer> generic = new TestGeneric<String, Integer>();
    }
}

▼ generic 객체의 sample 멤버변수의 타입은 String 타입이며 sample2 멤버변수의 타입은 Integer로 결정이 됩니다.

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2. 제네릭(Generic)의 특징

2.1 객체 생성이 가능한 타입에 대해서만 제네릭(Generic) 사용이 가능하다

제네릭(Generic)은 기본 데이터 타입(int, long..)에 대해서는 지정이 불가능합니다. 다만 기본 타입을 객체 타입으로 사용하는 Wrapper 클래스(Integer, Boolean..)에는 제네릭(Generic) 사용이 가능합니다.

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
       TestGeneric<int, long> generic = new TestGeneric<int, long>();
    }
}

▼ 위와 같이 기본 데이터 타입인 int와 long을 제네릭으로 사용하게 되면 컴파일 에러가 발생합니다.

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2.2 제네릭(Generic) 생략

public class Data<T> {
    public T data;

    public Data(T data)
    {
        this.data = data;
    }
}

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
        Data data = new Data("Hello World");
        Data<String> data2 = new Data("Hello World");
    }
}

▼ Data 클래스의 인스턴스 data를 생성할 때 생성자 함수 인자 정보로 String형 데이터를 넘겨줘서 Data의 data 멤버 변수의 타입을 알기 때문에 제네릭 생략이 가능합니다. data와 data2 객체를 생성하는 코드는 정확하게 같은 동작을 수행하게 됩니다.

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3. 제네릭(Generic) 메서드

클래스의 메서드에서도 제네릭 메서드를 정의할 수 있으며 타입 매개변수의 사용은 메소드 내부로 제한됩니다.

public class Data {

    public static <T> T showData(T data)
    {
        if(data instanceof String)
            System.out.println("String");
        else if(data instanceof Integer)
            System.out.println("Integer");
        else if(data instanceof Double)
            System.out.println("Double");

        return data;
    }
}

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
        Data.<String>showData("Hello World");
        Data.showData(1);
        Data.showData(1.0);
    }
}

▼ 제네릭 메소드를 호출할 때는 실제 타입을 <> 안에 넣어줘도 되고 생략을 해도 됩니다. 

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4. 타입 매개변수 제한

제네릭의 타입으로 특정 클래스나 자식 클래스 타입만 오도록 타입 매개변수를 제한할 수 있습니다. 

public class Parent {
}

public class Child extends Parent {
}

public class Data<T extends Parent> {
}

public class Main{
    public static void main(String[] args)
    {
        Data<Parent> data = new Data();
        Data<Child> data2 = new Data();
        //Data<String> data3= new Data(); //컴파일 오류가 난다
    }
}

▼ Data 클래스의 제네릭 매개변수 타입을 보면 <T extends parent>로 정의되어 있습니다. 이를 해석하자면 T 매개변수의 타입은 parent 객체 타입이거나 parent 클래스를 상속받는 클래스의 타입만 올 수 있도록 제한하겠다는 의미입니다. 실제로 이 타입 이외의 타입이 오는 경우 컴파일 시점에 오류가 발생합니다.