ITEM 30: 이왕이면 제네릭 메서드로 만들어라

• 기본 Generic 문법 알아보기

• 관련 용어

  한글	영문	예
  매개변수화 타입	parameterized type	List<String>
  실제 타입 매개변수	actual type parameter	String
  제네릭 타입	generic type	List<E>
  정규 타입 매개변수	formal type parameter	E
  비한정적 와일드카드 타입	unbounded wildcard type	List<?>
  로 타입	raw type	List
  한정적 타입 매개변수	bounded type parameter	<E extends Number>
  재귀 타입 한정	recursive type bound	<T extends Comparable<T>>
  한정적 와일드카드 타입	bounded wildcard type	List<? extends Number>
  제네릭 메서드	generic method	static <E> List<E> asList(E[] a)
  타입 토큰	type token	String.class

제네릭 타입과 마찬가지로, 클라이언트에서 입력 매개변수와 반환값을 명시적으로 형변환해야하는 메서드보다, 제네릭 메서드가 더 안전하며 사용하기도 쉽다. 형변환 없이 사용하기 위해서는 대부분 제네릭 메서드를 사용한다.

public static Set union(Set s1, Set s2) {
  Set result = new HashSet(s1); // raw type
  result.addAll(s2);
  return result;
}

위 코드는 컴파일은 되지만 아래 두가지 경고가 발생한다.

Unchecked call to 'HashSet(Collection<? extends E>)' as a member of raw type 'java.util.HashSet' 
Unchecked call to 'addAll(Collection<? extends E>)' as a member of raw type 'java.util.Set'

경고를 없애기 위해서는 타입안정성을 지켜주면 된다.

public static <E> Set<E> union(Set<E> s1, Set<E> s2) {
  Set<E> result = new HashSet<>(s1); // raw type
  result.addAll(s2);
  return result;
}

다음과 같이 제네릭 메서드로 바꿔주면 경고 문구가 뜨지 않으며, 타입 안전성도 지켜지는 것을 확인할 수 있다.

제네릭 싱글턴 팩터리

때때로 불변 객체를 여러 타입으로 활용할 수 있게 만들어야 하는 경우가 있다. 요청한 타입 매개변수에 맞게 매번 그 객체의 타입을 바꿔주는 정적 팩터리(제네릭 싱글턴 팩터리)를 이용해 구현할 수 있다.

• Collections.emptySet 컬렉션용

  // Collections.emptySet()
  @SuppressWarnings("unchecked")
  public static final <T> Set<T> emptySet() {
    return (Set<T>) EMPTY_SET;
  }

• Collections.reverseOrder() : 함수 객체

  // Collections.reverseOrder()
  @SuppressWarnings("unchecked")
  public static <T> Comparator<T> reverseOrder() {
    return (Comparator<T>) ReverseComparator.REVERSE_ORDER;
  }
  
  private static class ReverseComparator implements Comparator<Comparable<Object>>, Serializable {
  
    private static final long serialVersionUID = 7207038068494060240L;
  
    static final ReverseComparator REVERSE_ORDER = new ReverseComparator();
  
    public int compare(Comparable<Object> c1, Comparable<Object> c2) {
      return c2.compareTo(c1);
    }
  
    private Object readResolve() { return Collections.reverseOrder(); }
  
    @Override
    public Comparator<Comparable<Object>> reversed() {
      return Comparator.naturalOrder();
    }
  }

  reverseOrder()는 ReverseComparator의 싱글턴 객체 REVERSE_ORDER를 Comparator<T> 타입으로 형변환을 해주는 역할을 한다.

함수 객체

제네릭 싱글턴 팩터리 패턴으로 항등함수를 담은 클래스를 직접 구현해볼 것이다.(Functon.identity)

public class GenericMethodTest {

    private static UnaryOperator<Object> IDNTITY_FN = (t) -> t;

    @SuppressWarnings("unchecked")
    private static <T> UnaryOperator<T> identityFunction() {
        return (UnaryOperator<T>) IDNTITY_FN;
    }

    @Test
    void genericSingletonEx() {
        String[] strings = {"faker", "keria", "teddy"};
        UnaryOperator<String> sameString = identityFunction();
        for (String s : strings) {
            System.out.println(sameString.apply(s));
        }

        Number[] numbers = {1, 2.0, 3L};
        UnaryOperator<Number> sameNumber = identityFunction();
        for (Number n : numbers) {
            System.out.println(sameNumber.apply(n));
        }
    }
}

제네릭 싱글턴 팩터리 패턴으로 IDNTITY_FN를 UnaryOperator<T>로 형변환해주는 함수이다. 이때, UnaryOperator<Object>는 UnaryOperator<T>가 아니기 때문에 비검사 형변환 경고가 발생하지만, 항등함수는 입력 값을 수정없이 그대로 반환하는 특별한 함수이므로, T에 어떤 타입이 오든 타입이 안전하기 때문에 @SupperessWarnings로 해당 경고를 없애주었다.

재귀적 타입 한정

이 외에도 자기 자신이 들어간 표현식을 사용하여, 타입 매개변수의 허용 범위를 한정하는 재귀적 타입 한정(recursive type bound) 개념이 있다. 재귀적 타입 한정은 주로 타입의 자연적 순서를 정하는 Comparable 과 함께 사용한다.

public interface Comparable<T> {
    public int compareTo(T o);
}

매개변수 T는 Comparable<T>를 구현한 타입이 비교할 수 있는 원소의 타입을 정의하며, 실제로 거의 모든 타입은 자신과 같은 타입의 원소와만 비교할 수 있다. Comparable을 구현한 원소의 컬렉션을 입력받는 메서드들은 주로 그 원소들을 정렬, 검색, 비교하는 용도로 사용되며, 해당 용도로 사용하려면 컬렉션에 담긴 모든 원소가 상호 비교될 수 있어야한다.

public static <E extends Comparable<E>> E max(Collection<E> c) {
  if (c.isEmpty()) {
    throw new IllegalArgumentException("collection is empty");
  }
  E result = null;

  for (E e : c) {
    if (result == null || e.compareTo(result) > 0) {
      result = Objects.requireNonNull(e);
    }
  }

  return result;
}

타입한정인 <E extends Comparable<E>>는 "모든 타입 E는 자신과 비교할 수 있다"라는 의미로 해석할 수 있으며, 상호 비교가 가능하다는 것을 의미한다.