아이템 29. 이왕이면 제네릭 타입으로 만들라

[RulLu16]

개요

• 형변환보다 제네릭 타입이 더 안전하고 쓰기 편하다
• 그러니 새로운 타입을 설계하거나 기존 타입 중 제네릭이었어야 하는 것이 있다면, 형변환 없이도 사용 가능하도록 제네릭으로 만들자!

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사용하기

• Stack 클래스(#7)

  class mystack {
  private Object[] elements;
  private int size = 0;
  private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;
  
  public mystack() {
      elements = new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
  }
  
  public void push(Object e) {
      ensureCapacity();
      elements[size++] = e;
  }
  
  public Object pop() {
      if (size == 0)
          throw new EmptyStackException();
      Object result = elements[--size];
      elements[size] = null; // 다 쓴 참조 해제
      return result;
  }
  
  public boolean isEmpty() {
      return size == 0;
  }
  
  private void ensureCapacity() {
      if (elements.length == size)
          elements = Arrays.copyOf(elements, 2 * size + 1);
  }
  }

  -> 이걸 제네릭 타입으로 바꿔보자!

타입 매개변수 추가

• 일반적으로 타입 이름은 E 사용(#68), E 타입으로 변경해보자!

제네릭 스택으로 가는 첫 단계! - 하지만 컴파일되지 않는다.

public class Stack<E> {
  private E[] elements; // <--- 변경!
  private int size = 0;
  private static final int DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 16;

  public Stack() {
    elements = new E[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY]; // <--- 실체화 불가타입인 E로는 배열을 만들 수 없어, 오류 발생!
  }

  public void push(E e) { 
    ensureCapacity();
    elements[size++] = e;
  }

  public E pop() { 
    if (size == 0)
      throw new EmptyStackException();
    E result = elements[--size]; // <---
    elements[size] = null; // 다쓴 참조 해제
    return resuilt;
  }

  // 이하 생략
}

• 실체화 불가 타입으로 인해 오류 발생(#28)
• 배열을 사용하는 코드를 제네릭으로 만들고 싶다면 항상 발생하는 문제

해결책1 - 대놓고 우회하기

Object 배열을 생성한 다음, 제네릭 배열로 형변환

public Stack() {
    elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
  }

• 컴파일러는 이 타입이 과연 안전한지 증명할 수 없음 -> 개발자 스스로 확인해야 한다!
• (현재 예제에서는 elements가 private이라 외부노출 x, push로 스택에 들어오는 타입은 무조건 E이기에 안전)

안전하다면? -> 경고 숨겨서 사용하기(#27)

@SuppressWarnings("unchecked")
public Stack() {
  elements = (E[]) new Object[DEFAULT_INITIAL_CAPACITY];
}

• 장점
  • 가독성이 좋다. 코드가 간결
  • 형변환을 배열생성시 단 한번만 함.
• 단점
  • 컴파일타임의 타입과 런타임의 타입이 달라져서 힙 오염(#32)을 일으킴
  • https://velog.io/@adduci/Java-%ED%9E%99-%ED%8E%84%EB%A3%A8%EC%85%98-Heap-pollution

해결책 2 -필드 타입 변경

private Object[] elements;

필드타입을 Object[]로 변경하고, 배열이 반환한 원소를 E로 형변환

public E pop() {
  if (size == 0)
    throw new EmptyStackException();

  // push에서 E 타입만 허용하므로 이 형변환은 안전하다
  @SuppressWarnings("unchecked") 
  E result = (E) elements[--size]; 

  elements[size] = null; // 다쓴 참조 해제
  return resuilt;
}

• 이 또한 컴파일러는 이 타입이 과연 안전한지 증명할 수 없어, 개발자가 직접 증명하고 숨겨야 한다!

• 장점

  • 힙 오염 x

• 단점

  • 원소를 읽을 때마다 처리해줘야 함

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이외 제네릭 사용법 등

• 위의 예시는 배열보다는 리스트를 우선하라(#28) 것과 모순되는 듯함
  • 사실 리스트를 항상 사용가능하지도 않고, 꼭 리스트가 더 좋지도 않다고 한다(...)
  • 리스트를 기본 타입으로 제공하지 않으므로, ArrayList 등도 결국 배열을 사용해야하고, hashMap 등은 성능을 목적으로 배열을 사용하기도 한다.
• 제네릭의 근본 문제인 박싱된 기본 타입(#61)만 사용할 수 있음
• 한정적 타입 매개변수(bounded type parameter) 사용 가능

  class DelayQueue<E extends Delayed> implements BlockingQueue<E>

  • Delayed 하위 타입만 받는다는 의미.
  • 형변환 없이 바로 Delayed 클래스의 메서드를 호출할 수 있다.