제네릭이란?

JDK1.5부터 도입
Generics add stability to your code by making more of your bugs detectable at compile time.
- 제네릭은 컴파일시에 더 많은 버그를 감지하게 하여 안정성을 더해줍니다.
- Oracle Javadoc
제네릭은 클래스 내부에서 사용할 데이터 타입을 외부에서 지정하는 기법을 의미한다.
- 생활코딩
제네릭은 다양한 타입의 객체들을 다루는 메서드나 컬렉션 클래스에 컴파일 시의 타입 체크를 해주는 기능이다.
- 자바의 정석
무슨 뜻?
- 런타임때 잡는 타입 체크를 컴파일때 잡도록 해준다.

사용법

클래스 선언시 <>에 타입 파라미터 표시

public class Class_Name{}

클래스 생성시<>에 사용할 타입을 지정

Class_Name a = new Class_Name();

타입 파라미터?
- T,E,K,V등으로 사용하지만, 특별한 의미로서 메타적인 정보를 포함하는게 아니고 임의의 참조형타입이며 변수로 생각하면 된다.
- 변수의 규칙을 따른다.
  - 앞에 숫자가 아닌 글자로 시작해야한다.
  - 한글자로된 대문자 뿐만 아니라 1개이상의 문자면 소문자도 전부 가능하다.
- 당연히 한글도 가능
```
public class Gtest<한글> {
    private 한글 some;
    public 한글 getSome() {
        return some;

    }
    public void setSome(한글 some) {
        this.some = some;
    }
```

왜 제네릭을 사용하는지

그냥 Object를 써도 되지 않나?

Object는 모든 객체의 상위 객체 = 어떤 객체든 받을 수 있다.
그렇다면 Object를 받는 클래스나 인터페이스로 모든 객체를 받도록 하면 되지 않을까
간단한 5개의 Object를 받는 arrayList이다.

public class SimpleArrayList {
    private int size;
    private Object[] elementData = new Object[5]; // Object로 5개를 받음

    public void add(Object value) { //Object를 받아서 배열에 추가
        elementData[size++] = value;
    }

    public Object get(int idx) {
        return elementData[idx];
    }
}

50과 100을 입력을 받아서 출력 해보자.

SimpleArrayList list = new SimpleArrayList();
list.add(50);
list.add(100);

Integer value1 = (Integer) list.get(0);
Integer value2 = (Integer) list.get(1);
System.out.println(value1 + value2); // 150

이번엔 “50”과 “100”을 입력 받아서 출력해보자.

SimpleArrayList list = new SimpleArrayList();
list.add("50");
list.add("100");

Integer value1 = (Integer) list.get(0);
Integer value2 = (Integer) list.get(1);
System.out.println(value1 + value2);

어떻게 될까? 컴파일시에 나오지 않고 런타임시에 이러한 오류를 출력한다. 해결을 위해서는 Integer.parseInt((String)list.get(0))을 해주어야 하지만, 오직 String으로 값을 넣었을때만 이러한 방식이 가능하다
Object로 값을 받을 때 문제
- 해당 값이 String일지, Integer일지 아니면 다른 클래스일지는 추가적으로 확인이 필요하다.
- 이러한 과정에서 컴파일 시에는 아무런 오류를 잡을 수 없어서 실제 실행을 해야 발견되는 에러이다.

인터페이스의 관점에서 보기

사용법이라기엔 잘 이해가 안된다면?

public interface InterfaceA{
    public void insert(String x);
    public Object search(String x);
    public void remove(String x);
}

위는 하나의 인터페이스가 String을 받는 메소드를 가진 인터페이스
- 이는 하나의 인터페이스로 String타입이 아니면 사용이 안되며, Object로 반환타입이 존재하지만, 타입의 유효성을 확인해야 하며 타입관리가 어렵다.
String말고 Integer도 필요하다면?

public interface InterfaceB{
    public void insert(Integer x);
    public Object search(Integer x);
    public void remove(Integer x);
}

또다른 타입을 받는 새로운 인터페이스를 만들거나, 오버라이드하여 오버로드를 다시 해줘야한다.
- 단순히 타입만 바뀌는데에 기존의 코드가 중복이 된다.
하지만 제네릭을 사용한다면?

public interface InterfaceA<E,T>{
    public void insert(E x);
    public T search(E x);
    public void remove(E x);
}

해당 인터페이스를 사용할때, 타입을 정해주면 된다.
- 메소드의 반환타입과 내부의 타입들을 지정하는게 가능해진다.

public class GenericArrayList<T> {

    private Object[] elementData = new Object[5];
    private int size;

    public void add(T value) {
        elementData[size++] = value;
    }

    public T get(int idx) {
        return (T) elementData[idx];
    }
}

다시 위의 arrayList를 제네릭으로 사용한다면 위와 같을 것이다.

쓰는이유 정리

하나의 클래스, 인터페이스에서 타입만 바꾼 새로운 인스턴스로 사용가능
컴파일시에 이러한 타입에러를 발견이 가능

컴파일러 시점이라는건?

컴파일러 시점에 타입을 확인한다 하면 컴파일 시점을 확인해 보자

public class Gtest<한글> {
    private 한글 some;
    public 한글 getSome() {
        return some;

    }
    public void setSome(한글 some) {
        this.some = some;
    }


    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Gtest<String> a = new Gtest<>();
        a.setSome("test");

        Gtest<Integer> b = new Gtest<>();
        b.setSome(1234);

        String str = a.getSome();
        int num = b.getSome();

        System.out.println(a.getSome());
        System.out.println(b.getSome());
    }

}

위는 간단하게 제네릭으로 된Gtest를 String/Integer 두가지로 받아서 출력하는코드이다.
이 Gtest.java→Gtest.class→디 컴파일하여 결과를 확인해 보자

public class Gtest<한글> // 실제 클래스는 변함이 없다.
{
  private 한글 some;

  public 한글 getSome()
  {
    return this.some;
  }

  public void setSome(한글 some) {
    this.some = some;
  }

  public static void main(String[] args)
  {
    Gtest a = new Gtest();//제네릭이 없어졌다.
    a.setSome("test");

    Gtest b = new Gtest();
    b.setSome(Integer.valueOf(1234));

//자동으로 형변환이 이뤄지고 있따.
    String str = (String)a.getSome();
    int num = ((Integer)b.getSome()).intValue();

    System.out.println((String)a.getSome());
    System.out.println(b.getSome());
  }
}

알아서 형변환을 적용해주고 있는것을 확인 할 수 있으며, 이러한 컴파일 과정으로 타입의 오류를 잡아낸다는것을 볼 수 있다.

Bounded Type Parameter (type parameter의 제한)

파라미터의 범위를 제한
Number의 서브 클래스만 타입으로 가지고 싶은경우
- Class_Name
- String은 담을 수 없다.
- Integer, Float, Double, Long은 가능

와일드카드 <?> - ?가 들어간것

객체를 할당 받을때 와일드 카드를 사용
Gtest<?> wild = b;
- Object처럼 받아진다.
Gtest<? extends Number> wild = b;
- Number를 포함해 Number의 하위 자손들, 상속받은 타입들만 사용가능
Gtest<? super Number> wild = b;
- Number를 포함해 Number의 조상 타입만 사용 가능
좀더 와일드 카드를 이해해 보자
- https://thecodinglog.github.io/java/2020/12/15/java-generic-wildcard.html
위 사진과 같이 List는 List의 상위 타입이 아니다.
printCollection이라는 collection을 받아서 출력하는 코드를 만들었다면.

static void printCollection(Collection<Object> c) {
    for (Object e : c) {
        System.out.println(e);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Collection<String> c = new ArrayList<>();
    c.add("hi");
    printCollection(c); // 작동도 안한다.
//Collection<Object>은 Collection<String>의 상위가 아니니까
}

위의 코드를 작동 하고 싶으면? <?>를 사용하면 된다.

static void printCollection(Collection<?> c) {
    for (Object e : c) {
        System.out.println(e);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Collection<String> c = new ArrayList<>();
    c.add("hi");
    printCollection(c);
}

?를 넣음으로서 상하관계가 아닌 어떤 타입의 값이 들어갔다는 표시가 된다.
여기서 좀더 제한을 둬서 Number를 상속한 것으로 바꾼다면?

static void printCollection(Collection<? extends Number> c) {
    for (Number e : c) {
        System.out.println(e);
    }
}

public static void main(String[] args) {
    Collection<String> c = new ArrayList<>();
    c.add(123);
    printCollection(c)
}

이런식으로의 활용도 가능해진다.

제네릭을 사용하지 못하는 경우

private T[] test = new T[10];
- 제네릭을 활용한 배열생성은 안된다.
- 배열을 만든다는것은 해당 타입만큼의 공간을 만들어내는것이다. T라는 공간을 만들지 못한다.
  - new를 통해 heap의 공간을 확보해야 하지만, 제네릭은 정확한 타입이 지정된게 아니므로 공간 확보가 안된다.
- 만약 쓰고 싶다면? Array.newInstance를 이용하여 해당 타입의 크기를 제공하면서, 가능하다고 한다.
```
class DataSet<T>
{
  T[] array;
  public DataSet ( Class<T> clazz , int size )
  {
     array = (T[])Array.newInstance ( clazz , size );
  }
}

//사용시
DataSet<Integer> dataSet = new DataSet<Integer> ( Integer.class , 10 );
[출처] [Java] 제네릭(Generic)으로 배열(Array) 생성하기|작성자 공감 프로그래머
```
위와 마찬가지로 static변수로 사용할 수 없다.
- 제네릭 메소드는 static 메소드가 가능하다.

제네릭 메서드?

파라미터와 리턴 타입으로 type parameter를 갖는 메서드
사용법

public <T,E> T m1(E p) {
        System.out.println(p);
        return p;
}

instance.<String>m1("sring");//사용시 <타입>을 넣어서 지정한다.

는 제네릭 메서드라는 표식이후, 반환 타입, 입력 타입을 지정이 가능하다.
리턴 타입에 관계 없이 제네릭 메서드라는 것을 컴파일러에게 알려주는 과정이 필요
일반 클래스 내에서도 사용가능
- 클래스의 지정하는 타입파라메터와 제네릭 메서드에 정의 된 타입 파라미터는 상관이 없다는 의미도 됨

public class Gtest2<한글> {
    private 한글 some;
    public 한글 getSome() {
        return some;

    }
    public void setSome(한글 some) {
        this.some = some;
    }

//제네릭 메서드 - 여기 한글은 클래스의 한글일까? 아니다.
    public <한글> 한글 m1(한글 p) {
        System.out.println(p);
        return p;
    }


    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Gtest2<String> a = new Gtest2<>(); //String이라고 클래스 타입 지정

        Gtest2<Integer> b = new Gtest2<>();

        a.m1("String");
        a.m1(1123213323);//a는 String이라 되어있지만, 실제로는 잘 동작한다.
        a.<String>m1("sring");
        a.<String>m1(123);//해당 메서드는String을 받기때문에 여기서 에러가 생긴다.
    }

}

static을 사용할 수 있는 이유?
- static메서드의 경우 메서드의 틀만 공유된다.
- 이러한 틀안에서 지역변수처럼 타입 파라미터가 다양하게 오가는 형태로 사용이 가능하다 한다.

 static public void setSome(한글 some) { // 제네릭 메서드가 아니므로 static이 안된다.
        this.some = some;
    }

    static public <한글> 한글 m1(한글 p) {// static이 가능
        System.out.println(p);
        return p;
    }

제네릭이 활용된 곳

가장 큰 활용 Collection
- Queue, Queue,…
- ArrayList, ArrayList,…

마무리 - 제네릭이란?

하나의 클래스,인터페이스에서 여러 타입을 사용하게 해준다.
- 이를 컴파일 시에도 알 수 있도록 체크를 해주는 기능
재사용성을 높여준다.
타입의 안정성을 높여준다.

제네릭이란?

사용법

왜 제네릭을 사용하는지

그냥 Object를 써도 되지 않나?

인터페이스의 관점에서 보기

쓰는이유 정리

컴파일러 시점이라는건?

Bounded Type Parameter (type parameter의 제한)

와일드카드 <?> - ?가 들어간것

제네릭을 사용하지 못하는 경우

제네릭 메서드?

제네릭이 활용된 곳

마무리 - 제네릭이란?

출처