이상훈

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1. 들어가기

우리가 흔히 사용하는 배열과 제네릭은 크게 두 가지의 차이점이 있습니다.

한 번 자세하게 알아보도록 하겠습니다.

2. 배열 VS 제네릭

  1. 공변

    공변은 타입 A가 B의 하위 타입일 때 Array[A]는 Array[B]의 하위 타입 임을 나타내는 개념입니다.

    배열은 공변이기 때문에 Array[Parent] parent = new Array[Child]가 성립됩니다.

    하지만 제네릭은 불공변이라서 List<Parent> parent = new List<Child>가 성립되지 않습니다.

  2. 실체화 여부

    실체화는 런타임 시에도 원소의 타입을 인지하는지의 개념입니다.

    배열은 실체화되기 때문에 Long 배열에 String을 넣으려고 하면 ArrayStoreException이 발생합니다.

    하지만 제네릭은 실체화되지 않고 소거되기 때문에 런타임 시에 타입을 알 수 없습니다.

이상의 두 차이로 배열과 제네릭은 잘 어울러지지 못합니다.

그 예로 실체화 불가 타입(제네릭 타입, 매개변수화 타입, 타입 변수)은 배열로 사용할 수 없습니다.

new List<E>[], new List<String>[], new E[]

3. 제네릭 배열을 사용하지 못하는 이유

제네릭 배열을 만들지 못하게 막은 이유가 무엇일까요?

예시로 알아보겠습니다.

  List<String>[] stringLists = new List<String>[1];   // (1)
  List<Integer> intList = List.of(42);                // (2)
  Object[] objects = stringLists;                     // (3)
  objects[0] = intList;                               // (4)
  String s = stringLists[0].get(0);                   // (5)

(1)은 원래 컴파일 오류이지만, 허용된다고 가정해 보겠습니다.

(2)는 42라는 원소를 가진 List입니다.

(3)은 (1)에서 생성한 List<String> 배열을 Object 배열에 할당합니다. (공변 변환)

(4)는 (2)에서 생성한 List<Integer>를 Object 배열의 첫 원소로 저장합니다.

자, (5)번을 위해 지금까지 빌드업 해왔습니다.

원래 List<String> 인스턴스만 담겠다고 선언한 stringLists 배열의 첫 번째에는 무엇이 들어있을까요?

바로 (4)에서 넣은 List<Integer>가 들어있습니다.

그래서 (5)는 String 타입에 Integer를 넣으려고 하기 때문에 ClassCastException이 발생합니다.

이런 일을 사전에 방지하려면 컴파일 오류를 내야 합니다.

4. 비검사 경고 제거 방법

배열로 형변환할 때 제네릭 배열 생성 오류나 비검사 형변환 경고가 뜨는 경우가 있습니다.

이 경우에는 배열 E[] 대신 리스트 List<E>를 사용하면 됩니다.

예시를 통해 알아봅시다.

  public class Chooser {
    private final Object[] choiceArray;

    public Chooser(Collection choices) {
      choiceArray = choices.toArray();
    }

    public Object choose() {
      Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
      return choiceArray[rnd.nextInt(choiceArray.length)];
    }
  }

해당 예시는 컬렉션 안의 원소 중 하나를 무작위로 선택해 반환합니다.

이 클래스의 문제점이 무엇일까요?

현재 choiceArray 배열은 Object 타입이기 때문에 사용하려면 원하는 타입으로 형변환을 해야합니다.

그럼 이 예시를 제네릭으로 변경해보겠습니다.

  public class Chooser<T> {
    private final T[] choiceArray;

    public Chooser(Collection<T> choices) {
      choiceArray = (T[]) choices.toArray();
    }

    public Object choose() {
      Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
      return choiceArray[rnd.nextInt(choiceArray.length)];
    }
  }

하지만 다음의 경고를 볼 수 있습니다.

  Chooser.java:9: warning: [unchecked] unchecked cast
        choiceArray = (T[]) choices.toArray();
                                           ^
  required: T[]
  found:    Object[]
  where T is a type-variable:
    T extends Object declared in class Chooser

T[]가 무슨 타입인지 알 수 없어 형변환이 런타임에도 안전한지 보장할 수 없다는 의미입니다.

Item 27에서 비검사 경고는 제거해야 한다고 했습니다.

그럼, 어떻게 해결할 수 있을까요?

그저 배열 대신 리스트를 사용하면 됩니다.

  public class Chooser<T> {
    private final List<T> choiceList;

    public Chooser(Collection<T> choices) {
      choiceList = new ArrayList<>(choices);
    }

    public Object choose() {
      Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
      return choiceArray.get(rnd.nextInt(choiceArray.size()));
    }
  }

리스트를 사용한다면 비록, 코드양이 늘고 성능이 다소 떨어지지만 타입 안전성을 보장할 수 있습니다.

5. 정리

이번 포스트는 배열과 제네릭에 대해서 알아보았습니다.

배열과 제네릭은 크게 “공변”과 “실체화 여부”에서 차이점이 있었습니다.

그렇기 때문에 둘을 섞어 사용하는 것은 쉽지 않습니다.

만약, 둘을 섞어 사용하다가 컴파일 오류나 경고를 만나게 된다면, 배열 대신 리스트로 사용해봅시다.

            
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