JAVA_객체지향_제네릭 프로그래밍

 

 

[1] 제네릭 프로그래밍

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(1) 제네릭 프로그래밍

• 변수에 적용시킬 클래스 자료형이 여러개이면서 , 그 기능 (메서드)가 동일할경우 각각 클래스 자료형별로 입력하는것보다 실제 사용되는 클래스 자료형이 적용될때만 쉽게 적용될수 있도록 선언한다 
• 실제 사용되는 자료형의 변환은 컴파일러에 의해 검증되므로 안정적인 프로그래밍 방식이다 
• 컬렉션 프레임워크에서 많이 사용되고 있다 

 

(2) 제네릭 자료형

• 자료형 매개변수 T(type parameter)
• 이 클래스를 사용하는 시점에 실제 사용할 자료형을 지정하는것
• static 변수는 사용할 수 없다 
• GenericPrinter : 제네릭 자료형
• T ,  E : element, K: key, V : value 등 여러 알파벳을 의미에 따라 사용 가능

 

(3) 다이아몬드 연산자 

//제네릭 클래스 
public class GenericPrinter<T> {

// <타입>을 앞에서 선언하였기 때문에 뒤에서는 <> 가능하다 
ArrayList <Integer> list = new ArrayList<>();

//<> 타입을 선언하지 않으면 객체 Object 타입으로 컴파일러가 자동 반영한다 
ArrayList list = new ArrayList() 

// var 추론형 
var list = new ArrayList();

• <>는 다이아몬드 연산자라고 한다 
• 다이아몬드 연산자 내부에서 자료형은 생략가능 하다
• 제네릭에서 자료형 추론(자바 10부터)
• ArrayList list = new ArrayList() => var list = new ArrayList();

 

 

 

[2] 제네릭 사용 & 미사용 

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(1) 제네릭 자료형 미사용 

• 제네릭 자료형을 사용하지 않고 Objecct를 이용하여 프로그램을 구성한다 
• 기능은 프린터 출력이다 
• 재료는 파우더 , 플라스틱 등으로 재료만 다르다 

public class Powder {
	
	public String toString() {
		return "재료는 Powder 입니다";
	}
}

 

public class Plastic {
	
	public String toString() {
		return "재료는 Plastic 입니다";
	}
}

• powder 자료형을 가진 material 변수 선언  

public class ThreeDPrinter1{
	private Powder material;
	
	public void setMaterial(Powder material) {
		this.material = material;
	}
	
	public Powder getMaterial() {
		return material;
	}
}

• Plastic 자료형을 가진 material 변수 선언

public class ThreeDPrinter2{
	private Plastic material;
	
	public void setMaterial(Plastic material) {
		this.material = material;
	}
	
	public Plastic getMaterial() {
		return material;
	}

}

• 위처럼 파우더 자료형 변수 선언 따로 
• 플라스틱 자료형 변수선언 따로 하면
• 클래스만 계속 많아 지기 때문에 대안으로 객체 Object 자료형을 가진 material 변수를 선언한다 
• Object 클래스는 모든 객체의 상위 클래스이기 때문에 
• 선언이 가능하다 

public class ThreeDPrinter{

	private Object material;
	
	public void setMaterial(Object material) {
		this.material = material;
	}
	
	public Object getMaterial() {
		return material;
	}
}

• 아래 문제가 발생하기 때문에 
• 제네릭 자료형이 생기게 된 이유가 되었다 

public class GeneriPrinterTest {

	public static void main(String[] args) {


		ThreeDPrinter printer = new ThreeDPrinter();

		Powder powder = new Powder();
        //자료를 넣을때는 문제가 없지만 
		printer.setMaterial(powder);
		// 자료를 바꾸기 위해 뺄때는 Object 자료형으로 강제로 
        //powder 자료형으로 넣어서 빼야하는 문제가 생긴다 
		Powder p = (Powder)printer.getMaterial();
        
        }
}

 

(2) 제네릭 자료형 사용

• powder , plastic ,Object 자료형을 일일이 넣었다면
• 그 자리에 T , E, K , V 같은 자료형 매개변수를 사용하여 제네릭 클래스를 사용한다 

public class Powder {
	
	public String toString() {
		return "재료는 Powder 입니다";
	}
}

 

public class Plastic {

	public String toString() {
		return "재료는 Plastic 입니다";
	}
}

• T 라는 매개변수를 가진 material 변수를 선언한다 

 

// <T> T의 제네릭 자료형을 사용한다는 명시 

public class GenericPrinter<T> {
	private T material;   //T 자료형으로 선언한 변수
	
	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public T getMaterial() {   //T 자료형을 반환하는 제네릭 메서드
		return material;
	}
	
	public String toString(){
		return material.toString();
	}
}

 

• 실행 클래스 

public class GeneriPrinterTest {

	public static void main(String[] args) {
		
        
        // <> 안에 T 대신에 어떤 자료형을 넣을건지를 적는다 
		GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
        
		powderPrinter.setMaterial(new Powder());
        
        // new Poser() 대신 
        // Powder powdwer = new Powder(); 를 선언해도된다 
        
		System.out.println(powderPrinter);
		
		GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
        
		plasticPrinter.setMaterial(new Plastic());
		System.out.println(plasticPrinter);
		
	}

}

 

[4] T extends 상속 클래스 

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(1) 제네릭 상위 클래스 

• T 자료형의 범위를 제한 할 수 있음
• 상위 클래스에서 선언하거나 정의하는 메서드를 활용할 수 있다
• 상속 개념을 사용하지 않는 자료형 T는 Object로 변환되어 Object 클래스가 기본으로 제공하는 메서드만 사용가능하다 
• 자료형을 무궁무진하게 넣을수는 있지만, 관리를 하기위해 상속이라는 개념을 사용한다 
• extends 상위-상속 개념을 사용하지 않아도 제네릭을 사용할수는 있다 

(2) T extends 프로그래밍 

 

• 실행 주체 GenericPrinter는 여러개의 material 변수의 자료형을 상속받아 구현한다 
• T에 무작위 클래스가 들어갈 수 없게 Material 클래스를 상속받은 클래스로 한정(제한)한다 
• 자료형을 무궁무진하게 넣을수는 있지만, 관리를 하기위해 상속이라는 개념을 사용한다

 

(3) T extends 프로그래밍 구현 

• 자료형 종류 : powder , plastic
• powder, plastic의 자료형 클래스들이 공통으로 사용하는 기능(메서드)를 그 상위 클래스 material에 선언한다 

public abstract class Material {
	
	public abstract void doPrinting();
}

 

• 각각 자료형 클래스를 상위 클래스 material에 상속으로 포함시킨다 

public class Powder extends Material{
	
    @Override
	public void doPrinting() {
		System.out.println("Powder 재료로 출력합니다");
	}
	
	public String toString() {
		return "재료는 Powder 입니다";
	}
}

public class Plastic extends Material{
	
    
    @Override
	public void doPrinting() {
		System.out.println("Plastic 재료로 출력합니다");
	}
	
	public String toString() {
		return "재료는 Plastic 입니다";
	}
}

• 제네릭 클래스, 클래스 자료형을 선언한다 

// material에 상속받은 T 
public class GenericPrinter<T extends Material> {
	
    private T material;
	
	public void setMaterial(T material) {
		this.material = material;
	}
	
	public T getMaterial() {
		return material;
	}
	
	public String toString(){
		return material.toString();
	}
	
	public void printing() {
		material.doPrinting();
	}
}

• 실행클래스 

public class GenericPrinterTest {

	public static void main(String[] args) {

		GenericPrinter<Powder> powderPrinter = new GenericPrinter<Powder>();
		powderPrinter.setMaterial(new Powder());
		Powder powder = powderPrinter.getMaterial(); // 형변환 하지 않음
		System.out.println(powderPrinter);
		
		GenericPrinter<Plastic> plasticPrinter = new GenericPrinter<Plastic>();
		plasticPrinter.setMaterial(new Plastic());
		Plastic plastic = plasticPrinter.getMaterial(); // 형변환 하지 않음
		System.out.println(plasticPrinter);
		
	/*	GenericPrinter powderPrinter2 = new GenericPrinter();
		powderPrinter2.setMaterial(new Powder());
		Powder powder = (Powder)powderPrinter.getMaterial();
		System.out.println(powderPrinter);
		*/
		//GenericPrinter<Water> printer = new GenericPrinter<Water>();	
	}
}

 

 

[5] 제네릭 메서드

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(1) 제네릭 메서드 정의

• 메서드의 매개변수나 반환값을 가지는 메서드는 자료형 매개변수가 여러개로 되어있고 제네릭 메서드로 선언한다 
• 제네릭 클래스가 아니어도 자료형이 여러개이면 내부에 제네릭 메서드를 구현하여 사용 할 수 있음
• 매개변수 T 변수1 과 V 변수2 를 T와 V 라는 제네릭 메서드로 구현할수 있다 
• public <자료형 매개 변수> 반환형 메서드 이름(자료형 매개변수.....) { }

 

(2) 제네릭 메서드 활용

• 두 점(top, bottom)을 기준으로 사각형을 만들 때 사각형의 너비를 구하는 메서드를 만들어 보자
• 두 점은 정수 int 인 경우도 있고, 실수 double 인 경우도 있으므로 제네릭 타입을 사용하여 구현한다.
• X좌표는 T 자료형 , Y 좌표는 V 자료형 적용하여 한개의 점에 대한 클래스를 만든다 

public class Point<T, V> {
	
    //좌표
	T x; 
	V y; 
	
    // 점 
	Point(T x, V y){
		this.x = x;
		this.y = y;
	}
	
    // x좌표를 가져온다 
	public  T getX() {
			return x;
	}
	
    //y좌표를 가져온다
	public V getY() {
		return y;
    }
}

• Point p1 이라는 점과 Point P2라는 점을 받아서 수행하는 함수를 만든다 

public class GenericMethod {

	public static <T, V> double makeRectangle(Point<T, V> p1, Point<T, V> p2) {
		double left = ((Number)p1.getX()).doubleValue();
		double right =((Number)p2.getX()).doubleValue();
		double top = ((Number)p1.getY()).doubleValue();
		double bottom = ((Number)p2.getY()).doubleValue();
		
		double width = right - left;
		double height = bottom - top;
		
		return width * height;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		
		Point<Integer, Double> p1 = new Point<Integer, Double>(0, 0.0);
		Point<Integer, Double> p2 = new Point<>(10, 10.0); 
        // <> 안에는 integer,double 적어도 되고 안적어도된다
		
		double rect = GenericMethod.<Integer, Double>makeRectangle(p1, p2);
		System.out.println("두 점으로 만들어진 사각형의 넓이는 " + rect + "입니다.");
	}
}