[Java] 제네릭(Generic)

 

여러 참조 자료형을 사용할 수 있도록 프로그래밍하는 것을 '제네릭(Generic) 프로그래밍'이라고 한다. 

 

제네릭에서는 여러 참조 자료형을 사용해야 하는 부분에 Object가 아닌 'T'와 같이 하나의 문자로 표현한다.

그리고 객체를 생성할 때, T 자리에 구체적인 자료형을 적는다.

즉, Box 클래스 안에 저장되는 구체적인 자료형 대신, T라는 타입 매개 변수로 표시한 것이다.

이렇게 되면 Box로 생성된 객체는 어떤 타입의 데이터든 저장할 수 있다.

 

 

제네릭 클래스(generic class)는 타입을 변수로 표시한다.

이것을 타입 매개 변수 (type parameter)라고 하는데 타입 매개 변수는 객체 생성 시에 프로그래머가 결정한다.

 

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3D 프린터 클래스 예제를 통해 제네릭 프로그래밍을  이해해 본다. 

 

1. 제네릭 클래스 정의하기

 

여러 자료형으로 바꾸어 사용할 material 변수의 자료형을 T라고 작성한다.

이때 T를 자료형 매개변수(type parameter)라고 한다.

클래스 이름을 GenericPrinter<T>라고 정의하고 나중에 클래스를 사용할 때는 T의 위치에 실제 사용할 자료형을 지정한다. 

클래스의 각 메서드에서 해당 자료형이 필요한 부분에는 모두 T 문자를 사용하여 구현한다. 

 

public class GenericPrinter<T> {

	private T material;
    
    public void setMaterial (T material) {
    	this.material = material;
    }
    
    public T get material(){
    	return material;
    }
    
}

 

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2. 제네릭 클래스 사용하기

 

파우더를 재료로 사용하는 3D 프린터를 다음과 같이 선언하여 생성한다.

T로 정의한 부분에 Powder를 넣어주고, T형 매개변수가 필요한 메서드에 Powder 클래스를 생성하여 대입한다. 

 

GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<>();

powderPrinter.setMaterial(new Powder());
Powder powder = powderPrinter.getMaterial();

T 위치에 사용한 Powder형을 '대입된 자료형'이라고 하고, 

Powder를 대입해 만든 GenericPrinter<Powder>를 '제네릭 자료형'이라고 한다. 

 

3D 프린터에 사용할 재료(Powder, Plastic) 클래스를 추가로 정의해 본다.

 

(1) Powder 클래스 정의하기 

package ch12_1;

// Powder 클래스 정의하기
public class Powder {

	public void doPrinting() {
		System.out.println("Powder 재료로 출력합니다.");
	}
	
	public String toString() {
		return "재료는 Powder입니다.";
	}
	
}

 

(2) Plastic 클래스 정의하기

package ch12_1;

//Plastic 클래스 정의하기
public class Plastic {
	public void doPrinting() {
		System.out.println("Plastic 재료로 출력합니다.");
	}
	
	public String toString(){
		return "재료는 Plastic입니다.";
			
	}
}

 

(3) 제네릭 클래스 정의하기 

package ch12_1;

// GenericPrinter 클래스 정의하기
public class GenericPrinter<T> {

	// T 자료형으로 선언한 변수
	private T material;

	public T getMaterial() {
		return material;
	}

	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public String toString() {
		return material.toString();
	}
	
}

 

(4) 제네릭 클래스를 사용할 테스트 클래스 정의하기

package ch12_1;

public class GenericPrinterTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		// Powder형으로 GenericPrinter 클래스 생성
		GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
		
		powderPrinter.setMaterial(new Powder());
		Powder powder = powderPrinter.getMaterial();
		System.out.println(powderPrinter);
		
		// Plastic형으로 GenericPrinter 클래스 생성
		GenericPrinter <Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
		
		plasticPrinter.setMaterial(new Plastic());
		Plastic plastic = plasticPrinter.getMaterial();
		System.out.println(plasticPrinter);
		
	}
}

 

 

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3. 제네릭 메서드 활용하기

 

클래스의 메소드에서 타입 매개 변수를 사용하여 제네릭 메소드를 정의할 수 있다.

이 경우, 타입 매개 변수의 범위가 메소드 내부로 제한된다.

 

public <자료형 매개변수> 반환형 메서드 이름(자료형 매개변수 ...){ }

 

먼저 x, y 두 멤버 변수를 사용하는 Point 클래스를 생성한다.

한 점을 나타내는 Point 클래스의 두 좌표 x, y는 정수일 수도 있고 실수 일수도 있다. 

그래서 T와 V라는 자료형 매개변수를 통해 작성한다. 

 

package ch12_1;

public class Point <T,V>{
	
	T x;
	V y;
	
	Point(T x, V y){
		this.x = x;
		this.y = y;
	}

	
	// 제네릭 메서드
	
	public T getX() {
		return x;
	}

	public V getY() {
		return y;
	}
	
}

 

위 Point 클래스를 활용하여 두 점(p1, p2) 을 생성한다. 

Point<Integer, Double> p1 = new Point<>(0, 0.0);
Point<Integer, Double> p2 = new Point<>(10, 10.0);

 

두 점을 매개변수로 받아 만들어지는 사각형의 넓이를 계산하는 makeRectangle()메서드를 만들어 본다.

두 점이 Integer형으로 만들어 질 수도 있고, Double형으로 만들어 질 수도 있기 때문에 해당 메서드는 제네릭 메서드로 만든다.

 

package ch12_1;

public class GenericMethod {
	
	// 제네릭 메서드 
	public static <T,V> double makeRectangle(Point<T, V> p1, Point<T, V> p2) {
		double x1 = ((Number)p1.getX()).doubleValue();
		double x2 = ((Number)p2.getX()).doubleValue();
		double y1 = ((Number)p1.getY()).doubleValue();
		double y2 = ((Number)p2.getY()).doubleValue();
		
		double width = x2-x1;
		double height = y2-y1;
		
		return width * height;
		
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		
		// p1, p2 생성
		Point<Integer, Double> p1 = new Point<Integer, Double>(0, 0.0);
		Point<Integer, Double> p2 = new Point<Integer, Double>(10, 10.0);
		
		// 사각형 넓이 구하는 식 생성
		double rect = GenericMethod.<Integer, Double>makeRectangle(p1,p2);
		System.out.println("두 점으로 만들어진 사각형의 넓이는 " +rect +"입니다.");
	}
	
}