12. Java Generics, Enum, Annotation

1. 지네릭스(Generics)란?

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지네릭스(Generics)란?

• 컴파일 시 타입을 체크해 주는 기능(compile-time type check) - JDK1.5
• 객체의 타입 안정성을 높이고 형변환의 번거로움을 줄여줌

ArrayList<Tv> tvList = new ArrayList<Tv>();
tvList.add(new Tv());    // OK.
tvList.add(new Audio()); // 컴파일 에러.
// Tv t = (Tv)tvList.get(0);
Tv t = tvList.get(0); // 형변환 불필요

• RuntimException인 ClassCastException을 Compiletime에서 처리하기 위해
• e.g. String str = null;보다 String str = “”;로 초기화하여 NullPointerException 회피

2~3. 타입 변수

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타입 변수

• 클래스를 작성할 때, Object 타입 대신 타입 변수(E)를 선언해서 사용

타입 변수에 대입하기

• 객체 생성 시, 타입 변수(E) 대신 실제 타입(Tv)을 지정(대입)

// 타입 변수 E 대신에 실제 타입 Tv를 대입
ArrayList<Tv> tvList = new ArrayList<Tv>();

• 타입 변수 대신 실제 타입이 지정되면, 형변환 생략가능

4~5. 지네릭스 용어, 타입과 다형성

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지네릭스 용어

• Box<T> 지네릭 클래스. ‘T의 Box’ 또는 ‘T Box’라고 읽음
• T 타입 변수 또는 타입 매개변수. (T는 타입 문자)
• Box 원시 타입 (raw type). 일반 클래스

지네릭스 타입과 다형성

ArrayList<Tv>      list = new ArrayList<Tv>(); // OK.
ArrayList<Product> list = new ArrayList<Tv>(); // 에러.

• 참조 변수와 생성자의 대입된 타입은 일치해야 함

List<Tv> list = new ArrayList<Tv>();  // OK. 다형성. ArrayList가 List를 구현
List<Tv> list = new LinkedList<Tv>(); // OK. 다형성. LinkedList가 List를 구현

• 지네릭 클래스간의 다형성은 성립. (여전히 대입된 타입은 일치해야 함)

ArrayList<Product> list = new ArrayList<Product>();
list.add(new Product());
list.add(new Tv());
list.add(new Audio());

• 매개변수의 다형성도 성립

7~8. Iterator, HashMap과 지네릭스

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Iterator<E>

Iterator<Student> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) {
	Student s = it.next(); // 형변환 생략 가능
}

• 클래스를 작성할 때, Object 타입 대신 T 와 같은 타입 변수를 사용

HashMap<K, V>

HashMap<String, Student> map = new HashMap<String, Student>();
map.put("자바왕", new Student("자바왕", 1, 1, 100, 100, 100));

• 여러 개의 타입 변수가 필요한 경우, 콤마를 구분자로 선언

9~11. 제한된 지네릭 클래스, 제약

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제한된 지네릭 클래스

class FruitBox<T extends Fruit> { // Fruit의 자손만 타입으로 지정가능
	ArrayList<T> list = new ArrayList<T>();
}

• extends로 대입할 수 있는 타입을 제한

interface Eatable {}
class FruitBox<T extends Eatable> { ... }

• 인터페이스인 경우에도 extends를 사용

지네릭스의 제약

Box<Apple> appleBox = new Box<Apple>();
Box<Grape> grapeBox = new Box<Grape>();

• 타입 변수에 대입은 인스턴스 별로 다르게 가능

1. static 멤버에 타입 변수 사용 불가 (인스턴스 공통이기 때문에)

class Box<T> {
	static T item; // 에러.
	static int compare(T, t1, T t2) { ... } // 에러.
}

2. 배열 생성 시 타입 변수 사용불가. 타입 변수로 배열 선언은 가능

class Box<T> {
	T[] itemArr; // OK. T타입의 배열을 위한 참조변수
		...
	T[] toArray() {
		T[] tmpArr = new T[itemArr.length]; // 에러. 지네릭 배열 생성불가
		...
	}
}

12~14. 와일드 카드, 지네릭 메서드

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와일드 카드 <?>

• 하나의 참조 변수로 대입된 타입이 다른 객체를 참조 가능

ArrayList<? extends Product> list = new ArrayList<Tv>();    // OK.
ArrayList<? extends Product> list = new ArrayList<Audio>(); // OK.
ArrayList<Product> list = new ArrayList<Tv>(); // 에러. 대입된 타입 불일치

• <? extends T> 와일드 카드의 상한 제한. T와 그 자손들만 가능
• <? super T> 와일드 카드의 상한 제한. T와 그 조상들만 가능
• <?> 제한 없음. 모든 타입이 가능. <? extends Object> 와 동일

static Juice makeJuice(FruitBox<? extends Fruit> box) {
		String tmp = "";
		for (Fruit f : box.getList()) {
				tmp += f + " ";
		}
		return new Juice(tmp);
}

• 메서드의 매개변수에 와일드 카드를 사용

지네릭 메서드

static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c)

• 지네릭 타입이 선언된 메서드 (타입 변수는 메서드 내에서만 유효)

class FruitBox<T> {
		...
	static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {
		...
	}
}

• 클래스의 타입 매개변수<T>와 메서드의 타입 매개변수 <T>는 별개

System.out.println(Juicer.<Fruit>makeJuice(fruitBox));
System.out.println(Juicer.<Apple>makeJuice(appleBox));

• 메서드를 호출할 때마다 타입을 대입해야(대부분 생략 가능)

System.out.println(<Fruit>makeJuice(fruitBox));        // 에러. 클래스 이름 생략불가
System.out.println(this.<Fruit>makeJuice(appleBox));   // OK.
System.out.println(Juicer.<Fruit>makeJuice(fruitBox)); // OK.

• 메서드를 호출할 때 타입을 생략하지 않을 때는 클래스 이름 생략 불가

15~16. 지네릭 형변환

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지네릭 타입의 형변환

Box<Object> objBox = null;
Box box = (Box)objBox;     // OK. 지네릭 타입 -> 원시 타입. 경고 발생
objBox = (Box<Object>)box; // OK. 원시 타입 -> 지네릭 타입. 경고 발생
objBox = (Box<Object>)strBox; // 에러. Box<String> -> Box<Object>
strBox = (Box<String>)objBox; // 에러. Box<Object> -> Box<String>

• 지네릭 타입과 원시 타입 간의 형변환은 바람직 하지 않음

Box<Object>         objBox = (Box<Object>)new Box<String>(); // 에러. 형변환 불가능
Box<? extends Object> wBox = (Box<? extends Object>)new Box<String>(); // OK.
Box<? extends Object> wBox = new Box<String>(); // 위 문장과 동일
// 매개변수로 FruitBox<Fruit>, FruitBox<Apple>, FruitBox<Grape> 등이 가능
static Juice makeJuice<FruitBox<? extends Fruit> box) { ... }
FruitBox<? extends Fruit> box = new FruitBox<Fruit>(); // OK.
FruitBox<? extends Fruit> box = new FruitBox<Apple>(); // OK.

• 와일드 카드가 사용된 지네릭 타입으로는 형변환 가능

지네릭 타입의 제거

• 컴파일러는 지네릭 타입을 제거하고, 필요한 곳에 형변환을 넣음

1. 지네릭 타입의 경계(bound)를 제거
2. 지네릭 타입 제거 후 타입이 불일치하면, 형변환 추가
3. 와일드 카드가 포함된 경우, 적절한 타입으로 형변환 추가

17~20. 열거형

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열거형(enum)

• 관련된 상수들을 같이 묶어 놓은 것

class Card {
	enum Kind { CLOVER, HEART, DIAMOND, SPADE }
	enum Value { TWO, THREE, FOUR }
	final Kind kind; // 타입이 int가 아닌 Kind
	final Value value;
}

장점

• Java는 타입에 안전한 열거형을 제공

if(Card.Kind.CLOVER==Card.Value.TWO) { // 컴파일 에러. 타입이 달라서 비교불가

열거형의 정의와 사용

enum Direction { EAST, SOUTH, WEST, NORTH }

• 열거형을 정의하는 방법

class Unit {
	int x, y;      // 유닛의 위치
	Direction dir; // 열거형 인스턴스 변수 선언
	void init() {
		dir = Direction.EAST; // 유닛의 방향을 EAST로 초기화
	}
}

• 열거형 타입의 변수를 선언하고 사용하는 방법

if (dir == Direction.EAST) {
	x++;
} else if (dir > Direction.WEST) { // 에러. 열거형 상수에 비교연산자 사용 불가
	...
} else if (dir.compareTo(Direction.WEST) > 0) {
	...
}

• 열거형 상수의 비교에 == 와 compareTo() 사용 가능

열거형의 조상 - java.lang.Enum

• 모든 열거형은 Enum의 자손이며, 아래의 메서드를 상속받음

// 열거형 상수의 이름을 문자열로 반환
String name()
// 열거형 상수가 정의된 순서를 반환
int ordinal()
// 지정된 열거형에서 name과 일치하는 열거형 상수를 반환
T valueOf(Class<T> enumType, String name)
// 모든 열거형 상수를 배열로 반환
static E[] values()
// 열거형 상수 이름으로 값 반환
static E valueOf(String name)

21~22. 열거형 멤버 추가하기

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열거형 멤버 추가하기

enum Direction { EAST(1), SOUTH(5), WEST(-1), NORTH(10) }

• 불연속적인 열거형 상수의 경우, 원하는 값을 괄호 안에 적음

enum Direction {
	EAST(1), SOUTH(5), WEST(-1), NORTH(10);
	private final int value;
	Direction(int value) {
		this.value = value;
	}
	public int getValue() {
		return value;
	}
}

• 괄호를 사용하려면, 인스턴스 변수와 생성자를 새로 추가해 줘야 함

Direction d = new Direction(1); // 에러. 열거형의 생성자는 외부에서 호출불가

• 열거형의 생성자는 묵시적으로 private 이기 때문에, 외부에서 객체 생성 불가

23~26. 표준 애너테이션

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애너테이션이란?

• 주석처럼 프로그래밍 언어에 영향을 미치지 않으며, 유용한 정보를 제공

@Override

• 오버라이딩을 올바르게 했는지 컴파일러가 체크하게 함
• 오버라이딩할 때 메서드 이름을 잘못 적는 실수를 하는 경우가 많음

@Deprecated

• 앞으로 사용하지 않을 것을 권장하는 필드나 메서드에 붙힘
• @Deprecated의 사용 예, Date 클래스의 getDate()

@FunctionalInterface

• 함수형 인터페이스에 붙이면, 컴파일러가 올바르게 작성했는지 체크
  • 함수형 인터페이스에는 하나의 추상메서드만 가져야 한다는 제약이 있음
• 함수형 인터페이스와 전략 패턴

@SuppressWarning

• 컴파일러의 경고 메시지가 나타나지 않게 억제
• 괄호 안에 억제하고자 하는 경고의 종류를 문자열로 지정

29~33. 메타 애너테이션

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메타 애너테이션이란?

• 애너테이션을 위한 애너테이션

@Target

• 애너테이션을 정의할 때, 적용대상 지정에 사용

@Retention

• 애너테이션이 유지되는 기간을 지정하는데 사용

@Documented, @Inherited

• javadoc으로 작성한 문서에 포함시키려면 @Documented
• 애너테이션을 자손 클래스에 상속하고자할 때, @Inherited

@Repeatable

• 반복해서 붙일 수 있는 애너테이션을 정의할 때 사용

34~37. 애너테이션 타입 정의, 요소

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애너테이션 타입 정의하기

@interface DateTime {
	String yymmdd();
	String hhmmss();
}

• 애너테이션을 직접 만들어 쓸 수 있음

// 정의
@interface TestInfo {
	int count();
	String testedBy();
	String[] testTools();
	TestType testType();
	DateTime testDate();
}
// 사용
@TestInfo(
	count = 3, testedBy = "Kim",
	testTools = {"JUnit", "AutoTester"},
	testType = TestType.FIRST,
	testDate = @DateTime(yymmdd = "160101", hhmmss = 235959")
)
public class NewClass { ... }

• 애너테이션의 메서드는 추상 메서드이며, 애너테이션을 적용할 때 지정 (순서 X)

애너테이션의 요소

@interface TestInfo {
	int count() default 1;  // 기본값을 1로 지정
}
@TestInfo // @TestInfo(count=1)과 동일
public class NewClass { ... }

• 적용 시 값을 지정하지 않으면, 사용될 수 있는 기본값 지정 가능 (null 제외)

@interface TestInfo {
	String value();
}
@TestInfo("passed") // @TestInfo(value="passed")와 동일
public class NewClass { ... }

• 요소가 하나이고 이름이 value일 때, 요소의 이름 생략 가능

@interface TestInfo {
	String[] testTools();
}
@TestInfo(testTools = {"JUnit", "AutoTester"})
@TestInfo(testTools = "JUnit")
@TestInfo(testTools = {}) // 값이 없을 경우 빈괄호 필요

• 요소의 타입이 배열인 경우, 중괄호 사용

모든 애너테이션의 조상

• Annotation은 모든 애너테이션의 조상이지만 상속 불가
• 사실 Annotation은 인터페이스

마커 애너테이션

• 요소가 하나도 정의되지 않은 애너테이션

public @interface Override{}
public @interface Test{}

애너테이션 요소의 규칙

• 애너테이션의 요소를 선언할 때 규칙
  • 요소의 타입은 기본형, String, enum, 애너테이션, Class 만 허용
  • 괄호 안에 매개변수 선언 X
  • 예외 선언 X
  • 요소를 타입 매개변수로 정의 X