Java(39) - 제네릭 프로래밍
1. 제네릭 프로그래밍
제네릭(Generic) 프로그래밍이란 변수의 선언이나 메서드의 매개변수를 하나의 참조 자료형이
아닌 여러 자료형으로 변환될 수 있도록 프로그래밍 하는 방식입니다.
실제 사용되는 참조 자료형으로의 변환은 컴파일러가 검증하므로, 안정적인 프로그래밍 방식입니다.
2. 자료형 매개변수 T(typeparameter)
여러 참조 자료형으로 대체될 수 있는 부분을 하나의 문자로 표현한 것이 T입니다.
(or E(element), V (value))
예시를 하나 보겠습니다.
public class GenericPrinter<T>{
private T material;
public void setMeterial(T material){
this.material = material;
}
public T getMaterial(){
return materail;
}
}
위 코드에서 GenerciPrinter<T>는 제네릭 클래스를 의미합니다.
<T>에서 T는 type의 약자, 자료형 매개변수입니다.
T에 어떤 자료형이 들어갈 수 있느냐는 해당 클래스를 사용할 때 결정됩니다.
T는 변수의 자료형, 메소드 매개변수 타입, 반환형 타입 등에 사용됩니다.
실제 코딩 예시를 보겠습니다.
class Plastic{
public String toString(){
return "재료는 Plastic 입니다.";
}
}
class Powder{
public String toString(){
return "재료는 Powder 입니다.";
}
}
class GenericPrinter<T>{
private T material;
public T getMaterial(){
return material;
}
public T setMaterial(T material){
this.material = material;
}
public String toString(){
return material.toString();
}
}
public class GenericPrinterTest{
GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
Powder powder = new Powder();
powderPrinter.setMaterial(powder);
System.out.println(powderPrinter);
GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
Prastic plastic = new Plastic();
prasitcPrinter.setMaterial(prlstic);
System.out.println(plasticPrinter);
}
위 코드에서 GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
은 뒤에 있는 <>연산자 내부의 자료형은 생략이 가능합니다.
위에서 제네릭 타입만 Powder로 선언했다고 해서, Powder라는 클래스의 객체가 생성되는 것은 아닙니다.
코드처럼 Powder 객체를 생성하고 대입해줘야 합니다.
그리고 PowderPrinter가 아닌 PlasticPrinter를 만들고자할 때, Printer를 새로 만드는게 아니라,
코드처럼 <>연산자 내부의 자료형만 Plastic으로 변경해주면 됩니다.
3. 클래스
위 코드에서 새로운 재료가 추가된다고 가정합시다.
GenericPrinter<Water> waterPrinter = new GenericPrintr<>();
이런식으로 말이 안되는 재료가 들어갈 때 우리는 이것을 방지할 필요가 있습니다.
이를 방지하기 위해 우선 상위클래스를 하나 만듭니다.
class Material {
}
상위 클래스를 만들고 제네릭 클래스에 아래처럼 extends 키워드를 추가해줍니다.
class GenericPrinter<T extends Material>{
private T material;
public T getMaterial(){
return material;
}
public T setMaterial(T material){
this.material = material;
}
public String toString(){
return material.toString();
}
}
이렇게 하고 우리가 T에서 사용할 클래스들만 Material이라는 상위클래스를 상속받게 합니다.
class Plastic extends Material{
public String toString(){
return "재료는 Plastic 입니다.";
}
}
class Powder extends Material{
public String toString(){
return "재료는 Powder 입니다.";
}
}
이렇게 Material을 상속받은 클래스만 GenericPrinter의 재료로(T) 사용이 가능합니다.
즉 <T extends>클래스는 T 대신에 사용될 자료형을 제한하기 위해 사용합니다.
(무작위 클래스가 들어갈 수 없게 제한)
추가적으로 상속하는 상위클래스를 추상클래스로 만들고 추상메서드(or 메서드)를 삽입한다면,
abstract class Material {
public abstract void doPrinting();
}
제네릭 클래스에서 T 자료형의 변수가 할 수 있는 기능이 Object의 메서드 외에 호출할 수 있는 메서드가 더 많아집니다.
즉 제네릭 클래스에서 extends한 클래스에 정의된 메서드를 공유할 수 있습니다.
전체 코드를 보겠습니다.
abstract class Material {
public abstract void doPrinting();
}
class Plastic extends Material{
public String toString() {
return "재료는 Prastic 입니다.";
}
@Override
public void doPrinting() {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
class Powder extends Material{
public String toString() {
return "재료는 Powder 입니다.";
}
@Override
public void doPrinting() {
// TODO Auto-generated method stub
}
}
class GenericPrinter<T extends Material> {
private T material;
public T getMaterial() {
return material;
}
public void setMaterial(T material) {
this.material = material;
}
public String toString() {
return material.toString();
}
public void printing() {
material.doPrinting();
}
}
public class GenericPrinterTest {
public static void main(String[] args) {
//뒤에 꺽쇠에는 자료형 안적어줘도됨.
GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
Powder powder = new Powder();
powderPrinter.setMaterial(powder);
System.out.println(powderPrinter);
GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
Plastic plastic= new Plastic();
plasticPrinter.setMaterial(plastic);
System.out.println(plasticPrinter);
}
}
4. 자료형 매개변수가 두 개 이상일 때
예시를 먼저 보겠습니다.
public class Point<T, V>{
T x;
V y;
Point(T x, V y){
this.x = x;
this.y = y;
}
public T getX(){
return x;
}
public V getY(){
return y;
}
}
위의 코드 처럼 두개의 서로 다른 타입의 자료형 매개변수 사용이 가능합니다.
그리고 getX(), getY()처럼 반환값이나 메서드의 매개변수를 자료형 매개변수로 사용하는 것을
제네릭 메서드라고 합니다.
5. 제네릭 메서드
위에서 설명한 것과 같이 메서드의 매개변수 또는 반환값을 자료형 매개 변수로 사용하는 메서드를
제네릭 메서드라고 합니다.
public class GenericMethod {
public static <T, V> double makeRectangle(Point<T, V> p1, Point<T, V> p2) {
double left = ((Number)p1.getX()).doubleValue();
double right =((Number)p2.getX()).doubleValue();
double top = ((Number)p1.getY()).doubleValue();
double bottom = ((Number)p2.getY()).doubleValue();
double width = right - left;
double height = bottom - top;
return width * height;
}
public static void main(String[] args) {
Point<Integer, Double> p1 = new Point<Integer, Double>(0, 0.0);
Point<Integer, Double> p2 = new Point<>(10, 10.0);
double rect = GenericMethod.<Integer, Double>makeRectangle(p1, p2);
System.out.println("두 점으로 만들어진 사각형의 넓이는 " + rect + "입니다.");
}
}
위 코드는 사각형의 넓이를 구하는 코드입니다.
해당 코드처럼 일반 클래스에서도 제네릭 메서드 사용이 가능합니다.
GenerciMethod클래스에서 사용된 public static <T,V> double makeRectangle 메서드에서
제네릭 자료형인 T, V는 지역변수와 동일한 성질을 지닙니다.
즉 해당 메서드 내에서만 의미가 있으며, 매개변수 몇 개를 쓸 것이다를 나타냅니다.
class Shape<T>{
public static <T,V> double makeRectangle(Point<T,V> p1, Point<T,V> p2){
....
}
}
위 코드에서 Shape 옆의 T와 메서드에서의 T는 완전히 다른 것입니다.
Shape에서의 T는 해당 클래스의 매개변수, 반환 값등으로 사용이 가능하지만,
makeRectangle에서의 T는 오직 Point를 위한 T입니다.
(즉 지역변수와 같은 개념)
제네릭 메서드 정리를 하자면
- 자료형 매개변수를 메서드의 매개변수나, 반환값으로 가지는 메서드
- 자료형 매개변수가 하나 이상인 경우도 있다
- 제네릭 클래스가 아니어도 내부에 제네릭 메서드 구현 가능
- public<자료형 매개변수=""> 반환형 메서드이름(자료형 매개변수 ...){} 이런식으로 쓰임
추가. 다이아몬드 연산자
제네릭 타입을 쓸 때 사용했던 <>연산자를 다이아몬드 연산자라고 합니다.
ArrayList lis
만약 전부 다 생략할 경우
GenericPrinter printer = new GenericPrinter();
이런식으로 제네릭 타입을 선언해주지 않으면 Object로 취급합니다.
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