item31

한정적 와일드카드를 사용해 API 유연성을 높이라.

매개변수화 타(parameterized type)은 불공변이다. 결국 하나의 타입 밖에 받을 수 없다. 이럴 경우 사용할 수 있는것이 한정적 와일드 카드이다.

매개변수화 타입

상속관계: Object <- Number <- Integer, Long....

1.

불공변인 경우, 제네릭으로 하위 타입을 받을 수 없는 문제

@Getter
@AllArgsConstructor
public class CustomObject1<E> {

    private List<E> items;


    public void customAddAll(List<E> items) {
        this.items.addAll(items);
    }
}

    @Test
    public void 한정적_와일드카드_미적용() {

        CustomObject1<Number> numberCustomObject = new CustomObject1<>(new ArrayList<>());
        CustomObject1<Integer> integerCustomObject = new CustomObject1<>(new ArrayList<>());

        numberCustomObject.customAddAll(integerCustomObject.getItems()); // 불공변이라 컴파일 에러

    }

불공변이지만, 한정적 와일드 카드를 사용하여 하위타입을 받음!

@Getter
@AllArgsConstructor
public class CustomObject2<E> {

    private List<E> items;

    //한정적 와이들카드 사용!
    public void customAddAll(List<? extends E> items) {
        this.items.addAll(items);
    }
}

@Test
public void 한정적_와일드카드_적용() {

    List<Number> numbers = new ArrayList<>();

    List<Integer> integers = new ArrayList<>();
    integers.add(1);

    List<Long> longs = new ArrayList<>();
    longs.add(2L);

    CustomObject2<Number> numberCustomObject = new CustomObject2<>(numbers);

    CustomObject2<Integer> integerCustomObject = new CustomObject2<>(integers);
    CustomObject2<Long> longCustomObject = new CustomObject2<>(longs);

    // 불공변이지만, 한정적 와일드 카드로 받을 수 있음!
    numberCustomObject.customAddAll(integerCustomObject.getItems());
    numberCustomObject.customAddAll(longCustomObject.getItems());

}

2.

펙스(PESC): producer-extends, consumer-super :매개변수화 타입 T가 생산자라면 <? extends T>를 사용하고, 소비자라면 <? super T>를 사용하라.

추가내용

펙스(PESC)는 어떤 경우에 어떤 와일드카드 타입(extends, super)을 써야하는지 기억하는데 도움이 된다고 하지만, 생산자(T를 생산한다는 건 추가한다는 건가?), 소비자(T를 소비한다는 건, 삭제 한다는건가?)라는 단어 가 언제 어떤 와일드카드 타입을 써야하는지에 대한 판단을 헷갈리게 만든다.

customAddAll, customRemoveAll 처럼 추가하고, 더하는 것과 같은 작업에서는 extends를 써야하고, copy처럼 E(제네릭) 인스턴스를 복사하여 담는 작업에서는 super를 써야한다.

CRUD extends, Copy super 라고 이해하는게 더 좋은 공식이 될수도 있겠다. 추가적으로 Comparator, Comparable은 항상 super를 사용해야 한다.

@Getter
@AllArgsConstructor
public class CustomObject2<E> {

    private List<E> items;

    //E를 더한다.
    public void customAddAll(List<? extends E> items) {
        this.items.addAll(items);
    }

    //E를 복사한다.
    public void copy(List<? super E> items){
        items.addAll(this.items);
    }

    //E를 제거한다.
    public void customRemoveAll(List<? extends E> items){
        this.items.removeAll(items);
    }
}

    @Test
    public void 한정적_와일드카드_적용() {

        List<Number> numbers = new ArrayList<>();

        List<Integer> integers = new ArrayList<>();
        integers.add(1);

        List<Long> longs = new ArrayList<>();
        longs.add(2L);

        CustomObject2<Number> numberCustomObject = new CustomObject2<>(numbers);

        CustomObject2<Integer> integerCustomObject = new CustomObject2<>(integers);
        CustomObject2<Long> longCustomObject = new CustomObject2<>(longs);

        
        // 한정적 <? extends E> 를 사용해 하위 타입을 추가 한다!
        numberCustomObject.customAddAll(integerCustomObject.getItems());
        numberCustomObject.customAddAll(longCustomObject.getItems());
        
        
        //numberCustomObject의 items에는 [Integer:1, Long:2L] 이 들어 있다!

        
        // 한정적 <? extends E> 를 사용해 하위 타입을 제거한다! : Integer:1을 제거한다.
        numberCustomObject.customRemoveAll(integers);
        
        
        CustomObject2<Object> objectCustomObject = new CustomObject2<>(new ArrayList<Object>());

        
        // 한정적 <? super E> 를 사용해 상위 타입으로 복사한다.
        numberCustomObject.copy(objectCustomObject.getItems());
    }

3.

반환 타입에는 한정적 와일드카드 타입을 사용하면 안 된다. 유연성을 높이기 보다 클라이언트 코드에서도 와일드 카드를 써야하기 때문인다.

4.

와일드카드와 제네릭은 공통되는 부분이 있어서, 메서드를 정의할 때 둘중 어느것을 사용해도 괜찮을 때가 많다. 이런 경우, 메서드 선언에 타입 매개변수가 한 번만 나오면 와일드 카드로 대체하라. 비 한정적 타입 매개변수라면 비한정적 와일드카드로 바꾸고, 한정적 타입 매개변수라면 한정적 와일드 카드로 바꾸면 된다.

//제네릭 메서드
public static <E> void swap(List<E> list, int i, int j);
//와일드카드 메서드
public static void swap(List<?> list, int i, int j);

두번째 와일드카드 메서드의 구현에서는 컴파일 에러가 난다.

//와일드카드 메서드
public static void swap(List<?> list, int i, int j){
    list.set(i, list.set(j, list.get(i)));//컴파일 에러 발생.
};

와일드 카드 타입의 list에는 null만 들어 갈 수 있기 때문에 컴파일에러가 난다!

    @Test
    public void 와일드카드() {
        List<?> list = new ArrayList<>();
        
//        list.add(1);      //컴파일 에러!
//        list.add(2L);     //컴파일 에러!
//        list.add("");     //컴파일 에러!
//        list.add(new Object());   //컴파일 에러!
        
        list.add(null); //알수 없는 타입에는 null만 들어 갈수 있다.
        
//        list.set(1, 1);   //컴파일 에러!
        list.set(1, null);
        
    }

제네릭 도우미 메서드를 추가하여 해결!

private static <E> void swapHelper(List<E> list, int i, int j){
    list.set(i, list.set(j, list.get(i)));//컴파일 에러 발생.
}


//와일드카드 메서드
public static void swap(List<?> list, int i, int j){
    swapHelper(list, i, j);
};

---

요약

조금 복잡하더라도 와일드카드 타입을 적용하면 API가 훨씬 유연해진다.