미도반

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제네릭(Generic)이 필요한 이유

  • 제네릭을 사용하면 코드의 재사용성과 효율성을 높일 수 있다.
  • 하지만 제네릭을 이해하기가 쉽지 않다.
  • 지금부터 단계별 과정을 거치면서 제네릭을 이해하고 제네릭이 왜 필요한지에 대해서 알아보자.


Step 01. 기본 클래스 사용

  • 숫자를 보관하고 꺼내는 기능을 가진 박스 만들기

      /**
   * 숫자를 보관하는 박스
   */
  public class IntegerBox {

      private Integer value;

      public void set(Integer value){
          this.value = value;
      }

      public Integer get(){
          return value;
      }
  }


  • 문자열를 보관하고 꺼내는 기능을 가진 박스 만들기

      /**
   * 문자열을 보관하는 박스
   */
  public class StringBox {

      private String value;

      public void set(String value){
          this.value = value;
      }

      public String get(){
          return value;
      }
  }


  • 이제 숫자 박스와 문자열 박스를 사용하여 숫자, 문자를 각각 담고 꺼내보자.

      public class BoxMain1 {
      public static void main(String[] args) {
          IntegerBox integerBox = new IntegerBox();
          integerBox.set(10);
          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);
      }
  }
    • 위 코드를 보면 숫자 박스에 숫자 10을 넣고 꺼냈다. 문자열 박스에는 문자열 hello를 넣고 꺼냈다.
    • 우리는 어렵지 않게 우리가 원하는 형태의 값을 넣고 꺼내는 기능을 가진 박스를 만들 수 있다.
    • 만약 Double, Boolean 등을 담을 박스가 필요하면 위와 같이 어렵지 않게 만들면 된다.
    • 그런데 만약 담아야 할 형태의 종류가 수십, 수백가지라면 수십, 수백개의 박스를 만들어야만 한다. 생각만 해도 귀찮은 작업이다.
    • 하나의 박스만 만들어서 재사용할 수 있다면 좋을 거 같다. 어떻게 하면 좋을지 알아보자.



Step 02. 다형성을 적용한 클래스 사용. (중복 제거)

  • Object는 모든 타입의 부모이다.
  • Object를 사용해 다향성을 활용하여 중복 문제를 해결해 보자.


  • Object 박스를 만든다.

      public class ObjectBox {

      private Object value;

      public void set(Object object){
          this.value = object;
      }
      public Object get(){
          return value;
      }
  }


  • Object 박스를 사용해보자.

      public class BoxMain2 {
      public static void main(String[] args) {
          ObjectBox integerBox = new ObjectBox();
          integerBox.set(10);
          Integer integer = (Integer) integerBox.get();
          System.out.println("integer = " + integer);

          ObjectBox stringBox = new ObjectBox();
          stringBox.set("hello");
          String str = (String) stringBox.get();
          System.out.println("str = " + str);
      }
  }
    • 이전과 다르게 ObjectBox를 사용하여 Integer 타입 박스와 String 타입 박스로 사용할 수 있게 되었다.
    • 이게 가능한 이유는 말했다시피 Object는 모든 타입의 부모이기 때문이다.
    • 이제는 Integer, String, Double, Boolean 등 어떤 타입이든 상관없이 담고 꺼낼 수 있게 되었다.
    • 하지만 Object이기 때문에 생기는 문제가 존재한다.


  • Object 사용의 한계

      public class BoxMain2 {
      public static void main(String[] args) {
          ObjectBox integerBox = new ObjectBox();
          integerBox.set(10);
          integerBox.set("hello");  // 컴파일 에러가 발생하지 않는다.
          Integer integer = (Integer) integerBox.get(); // 캐스팅 오류가 발생한다.
          System.out.println("integer = " + integer);
      }
  }
    • ObjectBox를 사용할 때 Integer 타입만 담도록 약속을 하고 박스를 만들었다.
    • 그런데 누군가 IntegerBox에 String 타입의 문자열 hello를 넣었다.
    • 하지만 넣을 당시에는 아무런 문제가 발생하지 않는다.
    • 문제는 박스에서 꺼낼 때 발생한다.


  • ObjectBox에 담긴 값을 꺼낼 때 아래와 같은 과정을 거치게 된다.
  • 우선 integerBox의 반환형이 Object 타입으로 받은 후 Integer 타입으로 캐스팅 해준다. 
      Object object = integerBox.get();
  Integer num = (Integer) object;


  • 하지만 우리는 보통 위 과정을 축약하여 아래와 같이 다운 캐스팅 처리를 한다. 
      Integer integer = (Integer) integerBox.get();


  • 일반적으로 IntegerBox에는 Integer 타입의 값만 존재한다고 믿고 개발을 진행한다.
  • 하지만 누군가가 잘못된 타입의 인수를 전달한 경우(IntegerBox에 String 타입의 hello 전달)
  • 값을 꺼낼 때 String은 Integer로 캐스팅 되지 않는 문제로 인해 캐스팅 오류(ClassCastException)가 발생한다.


  • Object를 사용하여 다형성을 활용한 덕분에 코드를 재사용을 할 수 있게 되어 중복 문제를 해결할 수 있었다.
  • 하지만 Object는 모든 타입을 받을 수 있다보니 타입 안정성 문제가 발생하게 된다.


  • 그럼 재사용성과 타입안정성이라는 두 마리 토끼를 다 잡을 수는 없을까?



Step 03. 제네릭(Generic) 도입

  • 제네릭을 적용한 GenericBox를 만든다.

      public class GenericBox<T> {

      private T value;

      public void set(T value){
          this.value = value;
      }
      public T get(){
          return value;
      }
  }
    • 클래스에 제네릭을 적용하려면 클래스명 오른쪽에 <> 기호를 사용한다.
    • <> 기호를 사용한 클래스를 제네릭 클래스라 한다.
    • 그리고 <> 기호안에 T를 넣어준다. 여기서 T를 타입 매개변수라 한다.
    • 타입 매개변수는 추후에 특정 타입이 적용될 변수이다.
    • 제네릭 클래스는 타입을 미리 결정하지 않는다. 타입은 제네릭 클래스를 사용하는 시점에 결정된다.
    • 최종적으로 클래스명 오른쪽에 <T>를 넣어 GenericBox<T> 이런 형태로 사용된다.
    • 그리고 클래스 내부에서 타입 매개변수가 필요한 곳에 T를 사용해 주면 된다.


  • GenericBox를 사용해 보자.

      public class BoxMain3 {
  public static void main(String[] args){
      GenericBox<Integer> integerBox = new GenericBox<Integer>();
      integerBox.set(10);
      Integer integerValue = integerBox.get();
      System.out.println("integerValue = " + integerValue);

      GenericBox<String> stringBox = new GenericBox<String>();
      stringBox.set("hello");
      String stringValue = stringBox.get();
      System.out.println("stringValue = " + stringValue);

      GenericBox<Double> doubleBox = new GenericBox<Double>();
      doubleBox.set(1.5);
      Double doubleValue = doubleBox.get();
      System.out.println("doubleValue = " + doubleValue);
  }
  }
    • Generic를 적용한 클래스는 위와같이 재사용이 가능하다.
    • GenericBox 클래스를 생성하는 시점에 <> 안에 new Generic<Integer>(); 이와 같이 타입을 지정해 준다.
    • 타입을 넣은 제네릭 클래스 생성하면 그때 제네릭 클래스의 타입이 결정된다.


  • new Generic<Integer>() 로 생성된 GenericBox 클래스는 아래와 같이 적용된다.

      public class GenericBox<Integer> {

      private Integer value;

      public void set(Integer value){
          this.value = value;
      }
      public Integer get(){
          return value;
      }
  }
    • 타입 매개변수인 T가 모두 Integer로 변하게 된다.
    • 그 결과 set() 메서드를 통해서는 Integer 타입의 값만 받을 수 있다.
    • 다른 타입을 인수로 전달하게 되면 컴파일 오류가 발생하게 된다.
    • get() 메서드를 통해서는 Integer 타입의 값을 반환하게 된다.
    • 그래서 Object일 때는 Integer로 캐스팅을 해줘야 했지만 제네릭 클래스는 캐스팅을 해주지 않아도 된다.


  • 참고로 실제 코드가 위 처럼 GenericBox<Integer>로 변하는 것이 아니다.
  • 자바 컴파일러가 우리가 입력한 타입을 기반으로 클래스를 컴파일 하는 시점에 타입 정보를 반영한다.
  • 따라서 다른 타입 인수(인자)를 전달하려는 경우 컴파일 오류가 발생하는 것이다.


  • 다른 타입 인수(인자) 전달 시 컴파일 오류 발생

      public class BoxMain3 {
  public static void main(String[] args){
      GenericBox<Integer> integerBox = new GenericBox<Integer>();
      integerBox.set(10);
      integerBox.set("hello"); // 컴파일 오류
      Integer integerValue = integerBox.get();
      System.out.println("integerValue = " + integerValue);
  }
  }
    • GenericBox를 Integer 타입으로 지정한 경우 String 타입 인수(인자)를 전달하면 컴파일 오류가 발생한다.


  • 컴파일 시점에 오류를 찾아낼 수 있도록 작성된 코드가 좋은 코드의 조건 중 하나이다.
  • 제네릭을 적용한 결과 재사용성과 타입 안전성 두 가지 모두를 가지게 된 코드가 탄생했다.

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참고

이모지 종류

3 분 소요

블로그 작성 시 활용할 수 있는 다양한 이모지(Emoji) 종류를 정리해봤어! 🎨✨ 카테고리별로 정리했으니, 필요할 때 참고하면 좋아! 😃