자바에서의 Generic Programing

[masiljangajji]

1. Type Check In Java

Smalltalk 라는 초기의 객체지향 언어가 있습니다.

Smalltalk의 특징은 변수의 type이 존재하지 않습니다.

모든 변수는 모든 type의 데이터를 보유할 수 있으며

매개변수에도 type이 없음으로 모든 type의 매개변수 값에 서브루틴을
적용할 수 있습니다.

이러한 작동방식은 매우 편리하고 간단해보입니다.

실제로 이러한 방식은 프로그램 작성을 더 쉽게 만들어 주지만

안정적인 프로그램을 작성하는 것은 어렵게 만듭니다

내가 원하는 데이터 type만 갖고있는 구조를 만든다고 할 떄

원하지 않는 type에 대한 처리를 따로 해줘야 하기 때문입니다.

이러한 이유로 자바는 C와 비슷하게 매우 엄격하게 type checking 을 하며

변수는 하나의 type만을 가질 수 있습니다.

또한 모든 변수에 대해서 type을 지정해 줘야만 사용 가능합니다.

2. Parameterized Type

다음은 사용자 정의 Stack Class 입니다.

 class Stack {

        List<Integer> list;

        Stack() {
            list = new ArrayList<>();
        }

        public void push(Integer value) {
            list.add(0, value);
        }

        public Integer pop() {
            return list.remove(0);
        }

        public boolean isEmpty() {
            return list.isEmpty();
        }

    }

간단한 형식으로 push , pop , isEmpty 3가지 연산이 구현돼있습니다.

그런데 만약 Integer Type이 아닌

Double , Character , Boolean Type 에 대한 Stack을 정의하고 싶으면 어떨까요??

정의하고 싶은 Type의 개수 만큼 똑같은 로직의 클래스를 작성해야 할 것입니다.

이는 매우 비효율적일 것입니다.

여기서 나온 개념이 Parameterized Type < T > 입니다.

Type을 매개변수화 하여 위에서 설명한 Smalltalk 와 같이

어느 Type이든 올 수 있도록 만드는 것입니다.

코드를 다시 작성해 보겠습니다.

class Stack<T> {

    List<T> list;


    Stack() {
        list = new ArrayList<>();
    }

    public void push(T value) {
        list.add(0, value);
    }

    public T pop() {
        return list.remove(0);
    }

    public boolean isEmpty() {
        return list.isEmpty();
    }

}

이렇게 Type을 T 로 지정함으로써 어느 Type이든 올 수 있게 만들어

Double , Character , Boolean Type 등등의 Type 에 대한

연산또한 가능해 졌습니다.

같은 이유로 우리가 쓰는 Collection 은 Collection< T >로 정의되어 있습니다.

또 이러한 행위를 Generic Programing 이라 지칭합니다.

여기서 한가지 의문점이 생깁니다.

이러면 Smalltalk 와 똑같지 않나?

자바는 엄격하게 Type Check를 한다며??

어느 Type이든 올 수 있다면 안정적인 프로그램을 짜기 힘든것 아닌가?

이러한 issuu를 컨트롤 하는 테크닉을 배워보겠습니다.

Bounded Type

기본적인 사용법은 다음과 같습니다 < T extends Number>

뒤에 extends 받는 것은 굳이 Number가 아니여도 문제없습니다.

또한 여러개의 extends 또한 가능합니다.

public static <T extends Number
            & Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z) {
        T max = x;
        if (y.compareTo(max) > 0) {
            max = y;
        }

        if (z.compareTo(max) > 0) {
            max = z;
        }
        return max;
    }

이 extends의 의미는 T 에 들어갈수 있는 Type을 제한하겠다는 의미입니다.

기존에는 무엇이든 T 의 Type으로 올 수 있었다면

이제는 T 가 extends 하는 Type만 올 수 있게됩니다.

예를 들어

class Stack<T extends Number> {

    List<T> list;


    Stack() {
        list = new ArrayList<>();
    }

    public void push(T value) {
        list.add(0, value);
    }

    public T pop() {
        return list.remove(0);
    }

    public boolean isEmpty() {
        return list.isEmpty();
    }

}

다음과 같이 Class를 변경한다면

T 에는 Number의 SubType만 올 수 있습니다.

Stack<Integer>stkInt = new Stack<>(); // 정상
Stack<Double>stkDouble = new Stack<>(); // 정상 
            
Stack<Character>stkChar= new Stack<>(); / Error

이런식으로 Parameterized Type을 사용하돼

올 수있는 Type에 제한을 둠으로써 안정성을 올리는 것입니다.