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# 1-8. Java 언어의 깊이: 제너릭

Java를 깊이 있게 활용하기 위한 방법, 제너릭에 대하여

### 1. 제너릭 기초 선언 및 사용 범위 지정

* 제너릭 기호 기입은 이제 특정 제너릭을 정의하고 이를 Type Safe하게 사용하겠다는 선언의 의미를 가진다.
* 선언된 기호 자체는 지정된 제너릭 타입을 실제 코드로 사용하겠다는 의미다.
  * ```
    public T identity (T value) { 
        return value; 
    }
    ```
* 위 코드는 T 제너릭 선언 후, T 타입의 매개변수를 받아 그대로 T 타입으로 반환한다.
* 제너릭을 어디에 선언하느냐에 따라 어느 범위에서 사용할 수 있는지 사용 범위를 지정한다.
* 클래스 제너릭: 클래스에 제너릭을 선언하여 클래스 전체적으로 사용 가능하다.
* 메서드 제너릭: 메서드의 매개변수 및 반환 타입으로 사용 가능하다.

### 2. Class T와 Class\<?>의 정의 및 리플렉션(Reflection) 응용 차이

* Class T는 반환 타입의 일관성을 보장한다.
* 특정 타입 T의 Class로서 Type Safe한 Reflection을 가능하게 한다. 즉, 컴파일러가 반환 타입을 확실하게 인지한다.
  * ```
    public T createInstance(Class clazz) throws Exception { 
        return clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); 
    } 

    String s = createInstance(String.class); // T는 String으로 결정됨
    ```
* Class\<?>는 와일드카드 형태로 표현되며, 반환 타입의 일관성 보장이 불가능하다.
* 어떤 타입이든 올 수 있지만 구체적인 타입을 알 수 없으므로, 내부에서 특정 타입을 강제하거나 안전하게 새 인스턴스를 반환받아 일관되게 처리하는 리플렉션 연산에는 부적합하다.
  * <pre><code>public void printClassName (Class&#x3C;?> clazz) { 
        System.out.println(clazz.getName()); 
    <strong>} 
    </strong>
    printClassName(String.class);
    </code></pre>

### 3. 제너릭의 무공변(Invariant) 특성과 한계

* 제너릭은 기본적으로 무공변(Invariant)이다.
* 단일 관계로 선언한 무공변 제너릭은 클래스의 상속 관계가 존재하더라도 제너릭 타입 간의 상속 관계를 인정하지 않으며 적용할 수 없다.
* 코드 예시: public class Animal {} public class Cat extends Animal {}

  List animals = new ArrayList(); // 컴파일 에러 발생 List cats = new ArrayList(); // 컴파일 에러 발생
* 무공변 특성은 컴파일 시점의 타입 안정성은 확실하게 보장할 수 있으나, 다형성을 활용한 타입의 유연성을 보장할 수 없다는 치명적인 한계를 가진다.

### 4. \<T extends clazz> 와 \<? extends clazz>의 개념적 차이 및 활용

* 무공변을 해결하고 타입을 제한하기 위해 extends 키워드를 사용하지만, 선언 위치와 대상이 다르다.
* \<T extends clazz>는 한정적 타입 매개변수(Bounded Type Parameter) 선언이다. 특정 클래스나 인터페이스를 상속받은 타입으로만 T를 제한한다. 내부에서 T라는 타입을 명확히 인지하여 반환 타입이나 지역 변수로 안전하게 활용할 수 있다.
* \<? extends clazz>는 상한 제한 와일드카드(Upper Bounded Wildcard) 표현식이다. 구체적인 타입 T를 정의하지 않고, clazz의 하위 타입이기만 하면 무엇이든 매개변수로 받겠다는 다형성 위주의 선언이다. 구체적인 타입을 알 수 없으므로 읽기 전용에 가깝게 동작한다.

### 5. 와일드카드를 활용한 공변(Covariant)과 반공변(Contravariant) 지원

* 무공변의 한계를 극복하고 타입 지정의 유연성을 확보하기 위해, 와일드카드와 extends, super 키워드를 도입하여 공변과 반공변을 지원한다.
* 공변(Covariant): S가 T의 하위(상속) 관계일 때 \<? extends T>를 적용한다. 이는 하위 타입의 읽기 연산을 허용하는 구조다.
* 반공변(Contravariant): S가 T의 하위(상속) 관계일 때 \<? super S>를 적용한다. 이는 상위 타입의 쓰기 연산을 허용하는 구조다.
  * ```
    public void produce(List<? extends Animal> animals) { 
        // animals가 생산자 역할을 수행함 
        for (Animal a: animals) { System.out.println(a); } 
    } 

    public void consume (List<? super Cat> cats) { 
        // cats가 소비자 역할을 수행함 
        cats.add(new Cat()); 
    }
    ```

### 6. PECS(Producer Extends Consumer Super) 원칙의 본질

* 제너릭의 유연성을 극대화하기 위한 대원칙으로, Producer Extends Consumer Super의 앞 글자를 딴 개념이다.
* 상위 및 하위 클래스의 개념을 적용하여 객체를 생산(인스턴스를 읽어 오거나 제공)할 때는 Extends를 활용한다.
* 반대로 객체를 소비(인스턴스를 입력하거나 추가)할 때는 Super를 활용한다.
* 컬렉션 내부 요소의 추가는 부모 클래스까지 포함하여 안전하게 이루어질 수 있으므로 list.add(1) 등과 같은 소비 동작 시 super 명세가 필연적으로 수반된다.


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