[Java] 제네릭 프로그래밍

 

제네릭 자료형 정의

 

• 클래스에서 사용하는 변수의 자료형이 여러개 일수 있고, 그 기능(메서드)은 동일한 경우 클래스의 자료형을 특정하지 않고 추후 해당 클래스를 사용할 때 지정 할 수 있도록 선언

• 실제 사용되는 자료형의 변환은 컴파일러에 의해 검증되므로 안정적인 프로그래밍 방식
• 컬렉션 프레임워크에서 많이 사용되고 있음

 

제네릭 타입을 사용하지 않는 경우의 예

 

재료가 Powder인 경우

public class ThreeDPrinter1{
	private Powder material;
	
	public void setMaterial(Powder material) {
		this.material = material;
	}
	
	public Powder getMaterial() {
		return material;
	}
}

재료가 Plastic인 경우

public class ThreeDPrinter2{
	private Plastic material;
	
	public void setMaterial(Plastic material) {
		this.material = material;
	}
	
	public Plastic getMaterial() {
		return material;
	}

}

• 여러 타입을 대체하기 위해 Object를 사용할 수 있음

public class ThreeDPrinter{

	private Object material;
	
	public void setMaterial(Object material) {
		this.material = material;
	}
	
	public Object getMaterial() {
		return material;
	}
}

• Object를 사용하는 경우는 형 변환을 하여야 함

ThreeDPrinter printer = new ThreeDPrinter();

Powder powder = new Powder();
printer.setMaterial(powder);

Powder p = (Powder)printer.getMaterial();

 

제네릭 틀래스 정의 

 

GenericPrinter.java

public class GenericPrinter<T> {
	private T material;
	
	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public T getMaterial() {
		return material;
	}
	
	public String toString(){
		return material.toString();
	}
}

• 자료형 매개변수 T(type parameter) : 이 클래스를 사용하는 시점에 실제 사용할 자료형을 지정, static 변수는 사용할 수 없음
• GenericPrinter : 제네릭 자료형
• E : element, K: key, V : value 등 여러 알파벳을 의미에 따라 사용 가능

 

 

GenericPrinterTest.java

public class GeneriPrinterTest {

	public static void main(String[] args) {

		GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<>();
		powderPrinter.setMaterial(powder);
		Powder p = powderPrinter.getMaterial();
		System.out.println(p);
		System.out.println(powderPrinter.toString());
		
		GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
		plasticPrinter.setMaterial(new Plastic());
		Plastic pl = plasticPrinter.getMaterial();
		System.out.println(pl);
		System.out.println(plasticPrinter);
	}

}

결과

재료는 Powder
GenericPrinter [material=재료는 Powder]
재료는 Plastic
GenericPrinter [material=재료는 Plastic]

 

 

 

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<T extends 클래스> 사용

 

 

상위 클래스의 필요성

• T 자료형의 범위를 제한 할 수 있음
• 상위 클래스에서 선언하거나 정의하는 메서드를 활용할 수 있음
• 상속을 받지 않는 경우 T는 Object로 변환되어 Object 클래스가 기본으로 제공하는 메서드만 사용가능

써야하는 재료에 대해 한정을 지어주고, 공통으로 쓸 수 있는 메서드들을 상위클래스에서 지정할 수있습니다. 

 

 

T extends 를 사용한 프로그래밍

 

 

 

 

• GenericPrinter 에 material 변수의 자료형을 상속받아 구현
• T에 무작위 클래스가 들어갈 수 없게 Material 클래스를 상속받은 클래스로 한정

 

T extends Material을 통해 제네릭에 들어가선 안될 타입이 들어가는 것을 막아줍니다.

 

 

GenericPrinter.java

public class GenericPrinter<T extends Material> {
	private T material;
	
	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public T getMaterial() {
		return material;
	}
	
	public String toString(){
		return material.toString();
	}
	
	public void printing() {
		material.doPrinting();
	}
}

GenericPrinterTest.java

public class GenericPrinterTest {

	public static void main(String[] args) {

		GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
		powderPrinter.setMaterial(new Powder());
		Powder powder = powderPrinter.getMaterial(); // 형변환 하지 않음
		System.out.println(powderPrinter);
		
		GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
		plasticPrinter.setMaterial(new Plastic());
		Plastic plastic = plasticPrinter.getMaterial(); // 형변환 하지 않음
		System.out.println(plasticPrinter);
		

		//GenericPrinter<Water> printer = new GenericPrinter<Water>();	//상속받지않은 material이므로 불가능
	}
}

 

 

 

제네릭 메서드 활용

 

제네릭 메서드란?

• 자료형 매개변수를 메서드의 매개변수나 반환 값으로 가지는 메서드는 자료형 매개 변수가 하나 이상인 경우도 있음
• 제네릭 클래스가 아니어도 내부에 제네릭 메서드는 구현하여 사용 할 수 있음
• public <자료형 매개 변수> 반환형 메서드 이름(자료형 매개변수.....) { }

 

제네릭 메서드의 활용 예

• 두 점(top, bottom)을 기준으로 사각형을 만들 때 사각형의 너비를 구하는 메서드를 만들어 보자
• 두 점은 정수인 경우도 있고, 실수인 경우도 있으므로 제네릭 타입을 사용하여 구현한다.

 

 

Point.java

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;
    }
}

 

GenericMethod.java

 

static <T,V> double 에서 <T,V>는 자료형 매개변수이고 double이 반환형입니다.

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.");
	}
}

결과

두 점으로 만들어진 사각형의 넓이는 100.0입니다.