[Effective Java] 아이템26 - Raw 타입은 사용하지 말라

5장에서는 제너릭의 이점을 최대로 살리고 단점을 최소화하는 방법을 이야기 한다.

Raw Type 이란

class와 interface 선언에 type parameter가 쓰이면, 이를 제네릭 클래스 혹은 제네릭 인터페이스라 한다.

public interface List<E> extends Collection<E> { ... }

List 인터페이스는 원소의 타입을 나타내는 type parameter E를 받는다.

List인터페이스를 쓸 때, 타입을 E의 위치에 넣어서 사용한다. List<String>은 원소의 타입이 String인 리스트를 뜻하는 parameterized type이다. -> 매개변수로 변한 타입이라는 뜻

이렇게 제네렉 타입을 하나 정의하면 그에 딸린 raw type도 함께 정의된다.

• Raw Type : 제네릭 타입에서 타입 매개변수를 전혀 사용하지 않을 때를 말한다.

List<E>의 Raw Type은 매개변수가 없는 List 그 자체이다.

제네릭은 자바5부터 사용할 수 있다. Raw Type은 제네릭을 지원하기 전의 코드에 대한 호환의 목적인 궁여지책이라 할 수 있다.

List list = new ArrayList(); // Raw type
List<Integer> listIntegers = new ArrayList<>(); // parameterized type

Raw Type은 자바5 이전 generic이 없던 레거시 코드에 사용될 수 있다. 하지만, 우리는 이제부터 사용하면 안된다! 왜냐하면 :

1. Not expressive
2. They lack type safety, and
3. Problems are observed at run time and not at compile time

2번과 3번에 대해서 자세히 알아보자

컴파일 타임이 아닌 런타임에 에러를 인지한다.

로 타입 선언에서의 예

위 코드를 설명하면 아래와 같다.

• Stamp, Coin 클래스
• Collection 로 타입으로 stamps 선언 (개발자는 Stamp라는 클래스만 담는다는 의미로 해당 변수 선언)
• 실수로 Stamp 대신 Coin 추가

이 때, 실수로 Stamp 대신 Coin을 해당 컬렉션에 넣어도 아래와 같은 경고창만 보여주고 오류 없이 컴파일되고 실행된다.

Type safety: The method add(Object) belongs to the raw type Collection. References to generic type Collection should be parameterized

자 그럼, Coin이 담겨져 있는 stamps에서 원소를 꺼내오고, (당연히 Stamp가 들어가 있을 거라고 생각한 개발자가) Stamp로 형변환 해보자.

java.lang.ClassCastException: ch5.sunmin.item26.RawType$Coin cannot be cast to ch5.sunmin.item26.RawType$Stamp

즉, 컬랙션에서 이 동전을 다시 꺼내기 전에는 오류를 알아채지 못한다. 컴파일 타임이 아닌 런타임에 에러를 인지한다.

제너릭을 활용해서 타입 선언

private final static Collection<Stamp> stampsGeneric = new ArrayList<>();

이렇게 제너릭을 사용해서 타입을 매개변수로 지정해주면, 컴파일러에서 Stamp의 인스턴스만 넣어야 함을 인지하게 된다. 따라서 의도대로 동작할 것임을 보장한다.

이제 똑같이 잘못된 클래스를 넣을 경우, 컴파일 조차도 안되게끔 에러를 보여주는 것을 볼 수 있다.

로 타입을 파라미터로 쓰는 메서드에서의 예

로타입인 List를 받는 메서드에 List<String>을 넘길 수는 있다. 왜냐하면 List<String>은 로 타입인 List의 하위 타입이기 때문이다.

하지만 실행을 하면 컴파일은 정상이지만 Integer 를 String으로 변환하려 시도하기 때문에 ClassCastException을 던지게 된다.

이제 unsafeAdd 메서드의 파라미터를 List에서 List<Object>로 바꿔보자.

아예 컴파일이 되지 않는다. 왜냐하면 List<String>은 List<Object>의 하위 타입은 아니기 때문이다. [아이템28]

정리하자면, 로 타입인 List는 모든 타입의 원소를 넘겨받을 수 있지만, 매개변수화 타입인 List<Object>는 List<Object>로만 파라미터를 받을 수 있다.

이렇게 하면 Type Safety 하게 코드를 작성할 수 있지만, 아예 원소의 타입을 몰라도 되는 로 타입을 쓰고 싶을 수 있다.

비한정적 와일드카드 타입

private static int numElementsInCommon(Set s1, Set s2) {		
  int result = 0;
  for (Object o1 : s1) {
    if(s2.contains(o1)) {
      result ++;
    }
  }
  return result;		
}

로타입인 Set 을 파라미터로 받아서, 모르는 타입의 원소도 받을 수 있도록 작성했다. 메서드는 정상 작동하지만 Type Safety 하지 못하다. (위의 예시처럼 다른 Type이 들어왔을 때 ClassCastException) 이럴 때는 비한정적 와일드카드 타입 (unbounded wildcard type) 을 대신 사용하는게 좋다.

제네릭 타입을 쓰고는 싶지만 실제 타입 매개변수가 무엇인지 신경 쓰고 싶지 않다면 unbounded wildcard type을 사용하면 된다.

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

Set<?> 이 바로 unbounded wildcard type 이다. 처음에 넣은 타입 외에는 다른 원소를 넣을 수 없다.

처음에 넣은 타입 이외의 원소를 넣어보자!

The method add(capture#1-of ?) in the type Set<capture#1-of ?> is not applicable for the arguments (String)

위 소스는 Set에 Integer를 넣고, 메서드에 파라미터로 전송했다. 그 Set에 String을 다시 넣으려면 아래와 같은 오류로 컴파일되지 않는다. 따라서 그냥 로타입 보다는 Type Safe 하다고 볼 수 있다.

로 타입을 허용하는 예외

class 리터럴

자바 명세는 parameterized type을 배열과 기본타입에는 허용하지만 List<String>.class 와 List<?>.class 와 같은 class 리터럴에 매개변수화 타입을 사용하지 못하게 했다.

이게 무슨 말인가해서 class 리터럴에 대해 알아봤다.

클래스 리터럴, 타입 토큰, 수퍼 타입 토큰 포스팅을 읽으니 감이 왔다.

• 클래스 리터럴 (Class Literal)은 String.class, Integer.class 등을 말하며 하나의 객체로 생각하면 된다. 그러면, 이들의 타입으로는 .. String.class 의 타입은 Class<String>, Integer.class의 타입은 Class<Integer> 로 볼 수 있다.
• 그러면 Class<T> 가 로타입인 Class의 매개변수화 타입이라는 것을 유추해볼 수 있다.

Class에 제너릭을 추가하여 Class<T> 처럼 매개변수화 타입을 파라미터로 받는 예이다.

class SimpleTypeSafeMap {

    private Map<Class<?>, Object> map = new HashMap<>();

    public <T> void put(Class<T> k, T v) {
        map.put(k, v);
    }

    public <T> T get(Class<T> k) {
        return k.cast(map.get(k));
    }
}

• Class<T> 제너릭 타입으로, 다양한 Type을 Map에 put 하고 get 할때는 그 클래스 리터럴 자체로 casting을 할 수 있는 Map 클래스이다.

여기서 List.class, String[].class, int.class 와 같은 클래스 리터럴은 Class<T>에 허용하고, List<String>.class 와 List<?>.class는 허용하지 않는다.

SimpleTypeSafeMap simpleTypeSafeMap = new SimpleTypeSafeMap();

simpleTypeSafeMap.put(String.class, "abcde");
simpleTypeSafeMap.put(Integer.class, 123);

String v1 = simpleTypeSafeMap.get(String.class);
Integer v2 = simpleTypeSafeMap.get(Integer.class);

// 아래와 같은 List<String>.class라는 클래스 리터럴은 언어에서 지원해주지 않으므로 사용 불가!!
simpleTypeSafeMap.put(List<String>.class, Arrays.asList("a", "b", "c"));

instanceof 연산자

런타임에는 제너릭 타입 정보가 지워지므로 instanceof 연산자는 비한정적 와일드카드 타입 이외의 매개변수화 타입에는 적용할 수 없다.

if(o instanceof Set<String>) { // 제너릭 -> 오류 발생!			
  Set<?> s = (Set<?>) o; // 와일드타입으로 형변환			
}

Object o = new Object();
if(o instanceof Set) { // 로타입

  Set<?> s = (Set<?>) o; // 와일드타입으로 형변환

}