Java Generic

• Generic Type
  • Generic Class
  • Generic Method
• Type Parameter 네이밍 컨벤션
• Covariance (공변)
• Invariance (불변)
• Contravariance (반변)
• 참고문헌
• 주석

Generic Type

A generic type is a generic class or interface that is parameterized over types. ¹

제네릭 타입은 타입을 매개변수화한 제네릭 클래스나 인터페이스다.

Generic Class

제네릭 클래스는 다음과 같은 형식으로 정의할 수 있다.

class name<T1, T2, ..., Tn> { /* ... */ }

Generic Method

다음은 2개의 타입 파라미터를 사용하는 제네릭 메소드의 예이다.

public class Util {
  public static <K, V> boolean compare(Pair<K, V> p1, Pair<K, V> p2) {
    return p1.getKey().equals(p2.getKey()) &&
      p1.getValue().equals(p2.getValue());
  }
}

위의 메소드는 아래와 같이 사용할 수 있다.

Pair<Integer, String> p1 = new Pair<>(1, "apple");
Pair<Integer, String> p2 = new Pair<>(2, "pear");
boolean same = Util.<Integer, String>compare(p1, p2);

Type Parameter 네이밍 컨벤션

타입 매개변수 이름은 일반적으로 대문자 한 글자를 사용한다.

일반적인 클래스나 인터페이스의 이름과 구분하기 위해서이다.

주로 쓰이는 한 글자 대문자는 보통 다음과 같은 의미를 갖는다.

• E - Element (used extensively by the Java Collections Framework)
• K - Key
• N - Number
• T - Type
• V - Value
• S,U,V etc. - 2nd, 3rd, 4th types ²

• E - Element
  • Java Collections Framework에서 많이 쓰인다.
• K - Key
• N - Number
• T - Type
• V - Value
• S, U, V - 2번째, 3번째, 4번째 타입이 필요한 경우

Covariance (공변)

첫 번째 가변성은 제네릭 타입이 타입 인자의 서브타입 관계를 보존하는 것이다. List1이 여기에 해당한다. B가 A의 서브타입일 때 List1<B>가 List1<A>의 서브타입이다. 약간 달리 표현하면, 타입 인자가 A에서 서브타입인 B로 변할 때 List1<A> 역시 서브타입인 List1<B>로 변한다고 말할 수 있다. 그래서 제네릭 타입이 타입 인자와 '함께 변한다'는 뜻을 담아, 이런 가변성을 공변(covariance)이라고 부른다. ³

Java에서는 I<? extends T>로 같이 공변을 표현할 수 있다. T로 상한선을 정의하는 방식.

Class<? extends Fruit> fruitClass = Apple.class;
List<? extends Fruit> fruits = new ArrayList<Apple>();

Invariance (불변)

두 번째 가변성은 제네릭 타입이 타입 인자의 서브타입 관계를 무시하는 것이다. List2가 이 경우다. B가 A의 서브타입이더라도 List2<B>와 List2<A> 사이에는 아무런 관계가 없다. List2<B>와 List2<A>가 그냥 다른 타입인 것이다. 다시 말해 타입 인자가 A에서 서브타입인 B로 변할 때 List2<A>는 그냥 다른 타입인 List2<B>가 될 뿐이지, List2<A>의 서브타입으로 변하는 것은 아니다. 따라서 타입 인자가 서브타입으로 변해도 제네릭 타입은 서브타입으로 '안 변한다'는 뜻으로서, 이런 가변성을 불변(invariance)이라 부른다. ⁴

Java의 제네릭에서도 이러한 불변을 따르기 때문에 List<Object>는 List<String>의 상위 타입이 아니다. (물론 하위 타입도 아니다.)

List<Apple> apples = new ArrayList<>();
apples.add(new Apple());
apples.add(new Apple());

List<Fruit> fruits = apples;  // 컴파일 에러

Contravariance (반변)

세 번째 가변성은 제네릭 타입이 타입 인자의 서브타입 관계를 뒤집는 것이다. 보다시피 함수 타입의 매개변수 타입이 이렇다. 결과 타입을 C로 고정할 때 B가 A의 서브타입이면 B => C는 A => C의 슈퍼타입이다. 타입 인자가 A에서 서브타입인 B로 변할 때 A => C는 타입 인자와는 반대 방향으로 움직여 슈퍼타입인 B => C로 변한다고도 할 수 있다. 그러므로 제네릭 타입이 타입 인자와 '반대로 변한다'는 의미를 담아, 이런 가변성을 반변(contravariance)이라고 부른다. ⁵

class Fruit { }
class Apple extends Fruit { }
class MacintoshApple extends Apple { }

List<? super Apple> fruits = new ArrayList<Fruit>();
List<? super Apple> fruits2 = new ArrayList<Apple>();
// ↓ 컴파일 에러
List<? super Apple> fruits3 = new ArrayList<MacintoshApple>();

참고문헌

• The Java™ Tutorials - Lesson: Generics (Updated)
• The Java™ Tutorials - Lesson: Generics by Gilad Bracha
• 타입으로 견고하게 다형성으로 유연하게 / 홍재민 저 / 인사이트(insight) / 초판 1쇄 발행: 2023년 10월 19일

주석