클래스와 인터페이스 선언에 타입 매개변수가 쓰이면 이를 제너릭 클래스 혹은 제너릭 인터페이스라고 한다. List 인터페이스로 예를 들자면, List 인터페이스는 원소의 타입을 나타내는 타입 매개변수 E를 받는다.

List<String> 에서는 String이 정규 타입 매개변수 E에 해당하는 실제 타입 매개 변수이다.

단어 정리

Raw 타입

raw 타입이란, 제너릭 타입에서 타입 매개 변수를 전혀 사용하지 않을 때를 말한다. 예를 들어 List를 선언할 때 List 만 선언해 놓은 경우를 말한다.

컬렉션의 Raw 타입

private final Collection stamps = ...;

이 코드를 사용하면 실수로 도장(Stamp) 대신 동전(Coin)을 넣어도 아무 오류 없이 컴파일 되고 실행된다.

//실수로 동전을 넣는다.
stamps.add(new Coin(...)); // "unchecked call" 경고를 내뱉는다.

매개변수화된 컬렉션 타입 - 타입 안전성 확보!

private final Collection<Stamp> stamps = ...;

이렇게 선언하면 컴파일러는 stamps에는 Stamp의 인스턴스만 넣어야 함을 컴파일러가 인지하게 된다. 따라서 아무런 경고 없이 컴파일된다면 의도대로 동작할 것임을 보장해준다.

제너릭 소거(Generic erasure)

Raw 타입을 쓰는 걸 언어 차원에서 막아 놓지는 않았지만 절대로 써서는 안 된다. Raw 타입을 쓰면 제너릭이 안겨주는 안전성과 표현력을 모두 잃게 된다.

그렇다면 Raw 타입을 왜 없애지 않았을까? 바로 호환성 때문이다. 자바가 제너릭을 받아들이기까지 거의 10년이 걸린 탓에 제너릭 없이 짠 코드가 이미 많아졌다. 그래서 기존 코드를 모두 수용하면서 제너릭을 사용하는 새로운 코드와도 맞물려 돌아가게 해야만 했다.

Raw 타입을 사용하는 메서드에 매개변수화 타입의 인스턴스를 넘겨도 동작해야만 해야했다. 이 마이그레이션 호환성을 위해 Raw 타입을 지원하고 제너릭 구현에는 소거 방식을 사용하기로 했다.

List vs List<Object>의 차이

List 같은 Raw 타입은 사용해서는 안되지만, List<Object> 처럼 임의 객체를 허용하는 매개변수화 타입은 괜찮다.

이 둘의 차이점은 List는 제너릭 타입에서 완전히 발을 뺀 것이고 List<Object>는 모든 타입을 허용한다는 의사를 컴파일러에게 명확히 전달한 것이다.

List 매개변수에는 List<String>을 전달할 수는 있지만, List<Object> 매개변수에는 List<String>을 전달할 수 없다. 즉 타입 안정성을 잃게 된다.

제너릭 소거 더 알아보기

다음과 같은 메서드가 있다.

public static <E> void printArray(E[] array) {
    for (E element : array) {
        System.out.printf("%s ", element);
    }
}

이 메서드를 컴파일 하면 다음과 같이 된다.

public static void printArray(Object[] array) {
    for (Object element : array) {
        System.out.printf("%s ", element);
    }
}

컴파일 시 E타입이 Object 타입으로 변경이 된다.

이렇게 E 타입만 있는 상황을 unbound 되었다라고 한다.

이번엔 이렇게 해보자.

public static <E extends Comparable<E>> void printArray(E[] array) {
    for (E element : array) {
        System.out.printf("%s ", element);
    }
}

이 메서드를 컴파일하면 다음과 같이 된다.

public static void printArray(Comparable[] array) {
    for (Comparable element : array) {
        System.out.printf("%s ", element);
    }
}

아까랑은 다르게 E가 부모타입인 Comparable로 되었다.

이렇게 부모 타입으로 변경되는 상황을 bound 되었다라고 한다.

Raw 타입을 써야 할 때

제너릭 타입을 쓰고 싶지만 실제 타입 매개변수가 무엇인지 신경 쓰고 싶지 않다면 물음표(?)를 사용하자. 제너릭 타입인 Set<E>의 비한정적 와일드 카드(Unbound wildcard type)은 Set<?> 이다. 이것이 어떤 타입이라도 담을 수 있는 가장 범용적인 매개변수화 Set이다.

static int numElementsInCommon(Set<?> s1, Set<?> s2) {...}

Set vs Set<?>

이 둘의 특징을간단히 말하자면 와일드카드 타입은 안전하고, Raw타입은 안전하지 않다. Raw 타입 컬렉션은 아무 원소나 넣을 수 있으니 타입 불변식을 훼손하기 쉽다. 반면 Collection<?> 에는 어떤 원소도 넣을 수 없다. 다른 원소를 넣으려고 하면 오류메세지가 나온다.

즉 컬렉션의 타입 불변식을 훼손하지 못하게 막았다. 구체적으로는 어떤 원소도 Collection<?>에 넣지 못하게 했으며 컬렉션에서 꺼낼 수 있는 객체의 타입도 전혀 알 수 없게 했다. 이러한 제약을 받아들일 수 없다면 제너릭 메서드나 한정적 와일드카드 타입을 사용하면 된다.

로 타입을 쓰지 말라는 규칙에도 예외가 몇 개 있다.

class 리터럴에는 Raw 타입을 써야 한다. 자바 명세는 class 리터럴에 매개변수화 타입을 사용하지 못하게 했다.예를 들어 List.class, String[].class, int.class는 허용하고 LIst<String>.class와 List<?>.class는 허용하지 않는다.

또 다른 예로 instanceof 연산자와 관련이 있다. 런타임에는 제너릭 타입 정보가 지워지므로 instanceof 연산자는 비한정적 와일드카드 타입 이외의 매개변수화 타입에는 적용할 수 없다. 그리고 Raw 타입이든 비한정적 와일드카드 타입이든 instanceof는 완전히 똑같이 동작한다. 비한정적 와일드카드 타입의 꺽쇠괄호와 물음표는 아무런 역할 없이 코드만 지저분하게 만드므로, 차라리 raw 타입을 쓰는 편이 깔끔하다.

if(o instanceof Set) {
  Set<?> s = (Set<?)o;
}

정리

Raw 타입을 사용하면 런타임에 예외가 일어날 수 있으니 사용하면 안 된다. Raw 타입은 제너릭이 도입되기 이전 코드와의 호환성을 위해 제공될 뿐이다.