제네릭 공식문서 파해치기 (10)

게시 2024/07/31

By 개발구리🐸 10 분읽는 시간

제네릭 제한 사항

01. 기본 타입으로 사용 불가

제네릭은 기본 타입을 사용할 수 있습니다. 아래와 같은 코드가 있다할 때, 컴파일 에러를 발생 시킵니다.

  
  Pair<int, char> p = new Pair<>(8, 'a');  // compile-time error

위의 코드를 대체 하기 위해서는 래퍼 클래스인 Integer, Character를 사용해야합니다.
올바르게 수정된 예시 입니다.

  
	Pair<Integer, Character> p = new Pair<>(8, 'a');

해당 단락에서는 오토박싱에 대해서도 언급하고 있습니다. 하지만 이 부분은 추후에 따로 문서를 보면서 정리하겠습니다.

매개 변수 인스턴스 생성 불가

매개 변수의 인스턴스를 생성할 수 없습니다. 아래의 코드는 컴파일 에러를 발생시킵니다.

  
public static <E> void append(List<E> list) {
	E elem = new E();  // compile-time error
	list.add(elem);
}

리플렉션을 통해 매개 변수의 객체를 생성할 수는 있습니다.

  
public static <E> void append(List<E> list, Class<E> cls) throws Exception{
	E elem = cls.newInstance();   // OK
	list.add(elem);
}

위의 경우 append()를 다음과 같이 호출하여 사용할 수 있습니다.

  
List<String> ls = new ArrayList<>();
append(ls, String.class);

리플렉션에 대해서는 따로 작성하겠습니다

매개 변수 타입의 정적 필드 생성 불가

매개 변수 타입의 정적 필드는 사용할 수 없습니다. 다음의 코드는 컴파일 에러를 발생시킵니다.

  
  public class MobileDevice<T> {
	  private static T os;
  }

이 처럼 매개 변수 타입의 정적 필드가 허용 된다면 다음과 같을 때 문제가 발생할 수 있습니다.

  
	MobileDevice<Smartphone> phone = new MobileDevice<>();
	MobileDevice<Pager> pager = new MobileDevice<>();
	MobileDevice<TabletPC> pc = new MobileDevice<>();

이 때 os의 타입은 무엇인지 알 수 없습니다. 그렇기 때문에 매개 변수 타입의 정적 필드는 사용할 수 없습니다.

캐스트 및 `instanceof` 사용 불가

컴파일러의 제네릭 타입 소거로 인해 런타임 단계에서는 어떤 매개 변수가 사용되었는지 알 수 없습니다.

  
	public static <E> void rtti(List<E> list) {
		if (list instanceof ArrayList<Integer>) {  // compile-time error
			// ...
		}
	}	  

무제한 외일드 카드 <?> 는 실체화(reifiable) 타입이기 때문에 사용할 수 있습니다

  
public static void rtti(List<?> list) {
	if (list instanceof ArrayList<?>) {  // OK;
	}
}

그리고 캐스팅도 동일합니다.

  
List<Integer> li = new ArrayList<>();
List<Number>  ln = (List<Number>) li;  // compile-time error

하지만 다음과 같은 경우에는 가능합니다.

  
List<String> l1 = ...;
ArrayList<String> l2 = (ArrayList<String>)l1;  // OK

이 부분은 제네릭 T가 같은 경우 List와 ArrayList는 상속 관계에 있기 때문입니다.
앞서 제네릭의 상속 관계에 대해 공부할 때 나왔던 부분입니다.

실체화 타입과 비실체화 타입으로 구분지어 생각하니 이해가 쉬웠습니다.

	실체화타입(reifiable)	비실체화 타입(Non-reifiable)
instanceof	가능	불가
캐스팅	가능	불가

매개 변수 타입의 배열 생성 불가

다음의 코드는 컴파일 에러를 발생시킵니다.

  
  List<Integer>[] arrayOfLists = new List<Integer>[2];

이 또한 타입 소거로 인해 발생하는 문제 입니다.

문제를 이해하기 위해 컴파일 에러를 발생 시키는 아래의 코드를 보겠습니다.

  
	Object[] strings = new String[2];
	strings[0] = "hi";   // OK
	strings[1] = 100;    // An ArrayStoreException is thrown.

이 구문에서 String[] 에 int가 저장되려고 하니 컴파일 에러를 발생시킵니다. 이 것이 정상적으로 개발자의 오류를 막아주고 있는 상태입니다.

하지만 만약 제네릭의 배열을 허용한다면 다음의 코드와 같은 에러가 발생할 수 있습니다.

  
	Object[] stringLists = new List<String>[2];
	stringLists[0] = new ArrayList<String>();
	stringLists[1] = new ArrayList<Integer>();

만약 제네릭의 배열이 허용된다면 위 코드는 컴파일 에러를 발생시키지 않아 예상치 못한 에러를 발생 시킬 수 있습니다.
위 코드는 컴파일시 타입 소거로 인해 List[] 타입이 될 것이고 결국 stringLists[1] = new ArrayList<Integer>();의 구문은 이를 감지하지 못하고 에러를 발생시키는 코드가 될 것 입니다.

매개 변수 타입의 객체 생성, catch 및 throw 불가

제네릭 클래승는 Throwable을 직/간접적으로 확장할 수 없습니다. 아래의 두 예제는 모두 컴파일 에러를 발생시킵니다. Throwable을 간접적으로 확장받는 예졔)

  
  class MathException<T> extends Exception { /* ... */ }

Exception은 Throwable을 확장받았기 때문에 간접적으로 Throwable을 확장하게 됩니다.

throwable을 직접적으로 확장받는 예제)

  
  class QueueFullException<T> extends Throwable { /* ... */}

위와 같이 Throwable을 확장한 제네릭 클래스를 허용하게 되면 런타임은 실제로 어떤 타입인지 구체적으로 알 수 없기 때문에 이를 허용하지 않습니다.

그리고 다음과 같이 매개 변수 타입을 catch()할 수 는 없습니다.

  
	public static <T extends Exception, J> void execute(List<J> jobs) {
		try {
			for (J job : jobs)
				// ...
		} catch (T e) {   // compile-time error
			// ...
		}
	}

여기서도 위와 동일하게 제네릭의 타입소거로 인해 T의 타입을 런타임에서 어떤 예외 타입인지 알 수 없기 때문에 허용하지 않습니다.

하지만 throws 절에서는 사용이 가능합니다.
다음의 예제를 확인해보겠습니다.

  
	class Parser<T extends Exception> {
		public void parse() throws T {     // OK
			// ...
		}
	}

여기서는 제네릭 매개 변수 T의 타입이 Exception의 하위 타입으로 명확하게 정해져있습니다.
그래서 해당 코드는 유효하며 이런 방법으로 throws할 경우 사용하는 측에서는 다음과 같이 catch() 문을 작성할 수 있습니다.

  
try{
	parse();
}catch(IOEexception e){
	System.out.println("Caught IOException: " + e.getMessage());
}catch(Exception e){
	System.out.println("Caught Exception: " + e.getMessage());
}

위의 코드는 Exception의 하위임을 명확히 하고 있기 때문에 특정 예외에 대해 처리하고 다른 예외도 처리하는 것을 볼 수 있습니다.
매개 변수 타입이 Exception의 하위 타입임이 분명하기 때문에 허용됨을 알 수 있습니다.

매개 변수 형식이 동일한 Raw Type으로 지워지는 메서드를 오버로딩 불가

타입 소거로 인해 동일한 Raw 타입으로 치환되는 메서드는 오버로딩 할 수 없습니다.
다음은 타입 소거 후 같은 타입의 메서드가 되어버리는 경우입니다.

  
public class Example {
    public void print(Set<String> strSet) { }
    public void print(Set<Integer> intSet) { }
}

이 경우 개발자는 타입을 명시했지만 컴파일러의 타입 소거로 인해 두 메서드는 Set 을 인수로 사용하는 메서드가 되어 동일한 메서드가 되어버립니다.

제네릭 사용 제한 사항에 대한 생각

대부분의 제한 사항은 타입 소거로 인해 런타임 시 발생할 수 있는 에러를 방지하기 위한 규칙임을 알 수 있었습니다.

Java

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