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Chapter 2: 타입 시스템의 깊이 - 제네릭 소거와 PECS

Type Erasure, Recursive Type Bounds, PECS, Strategy Enum

1. 제네릭의 실체: 소거(Erasure)

면접 단골 질문: "자바의 제네릭은 런타임에 어떻게 존재하나요?"

C++의 템플릿과 달리, 자바의 제네릭은 컴파일 시점에만 존재하고 런타임에는 사라집니다(Erasure).

  • Compile Time: List<String> → 타입 체크 수행.
  • Runtime: List (Raw Type) → 모든 T는 Object로 치환됨. (명시적 캐스팅 코드가 자동 삽입됨)

이 때문에 new T(), instanceof T 같은 코드가 불가능한 것입니다. 런타임에는 T가 뭔지 모르니까요.

2. 한정적 와일드카드와 PECS 원칙

Effective Java Item 31: 한정적 와일드카드를 써서 API 유연성을 높이라

제네릭은 기본적으로 **불공변(Invariant)**입니다. List<Object>에 List<String>을 넣을 수 없다는 뜻입니다. 이를 해결하기 위해 와일드카드를 씁니다.

공식: PECS (Producer-Extends, Consumer-Super)

  • Producer (생산자) -> extends: 컬렉션에서 꺼내서 읽기만 할 때. (read-only)
  • Consumer (소비자) -> super: 컬렉션에 무언가를 집어넣을 때. (write-only)
java
1// Producer: src에서 꺼내서(Produce) 쓰니까 extends
2// Consumer: dst에 집어넣어(Consume) 소비하니까 super
3public void copy(List<? extends Number> src, List<? super Number> dst) {
4    for (Number n : src) {
5        dst.add(n);
6    }
7}

3. 재귀적 타입 한정 (Recursive Type Bound)

"나 자신과 비교할 수 있는 타입만 허용한다"

Comparable 인터페이스를 구현할 때 자주 보게 되는 패턴입니다.

java
1// T는 자신(T)과 비교 가능한(Comparable) 애여야 한다.
2public static <T extends Comparable<T>> T max(List<T> list) { ... }

이 패턴은 Object가 아닌, 비교 능력을 갖춘 타입들끼리만 정렬 등을 수행하도록 강제합니다.

4. Enum: 단순 상수가 아닌 '싱글톤 객체'

자바의 Enum은 본질적으로 final 클래스이며, 각 상수는 public static final 필드인 싱글톤 객체입니다. 따라서, 전략 패턴(Strategy Pattern)을 Enum 하나로 구현할 수 있습니다.

lightbulb핵심 요약

  • 1자바의 제네릭은 컴파일 타임에만 존재하며, 런타임에는 Object로 소거(Erasure)됩니다. (C++ 템플릿과의 차이점)
  • 2API 유연성을 위해 PECS 원칙(Producer-extends, Consumer-super)을 반드시 지켜야 합니다. (Item 31)
  • 3Enum은 상수별로 추상 메서드를 구현(Constant-specific method implementation)하여 다형성을 가질 수 있습니다.
code

실전 코드 예제

Enum을 활용한 전략 패턴 (상수별 메서드 구현)java
1public enum Operation {
2 PLUS("+") {
3 public double apply(double x, double y) { return x + y; }
4 },
5 MINUS("-") {
6 public double apply(double x, double y) { return x - y; }
7 },
8 TIMES("*") {
9 public double apply(double x, double y) { return x * y; }
10 },
11 DIVIDE("/") {
12 public double apply(double x, double y) { return x / y; }
13 };
14
15 private final String symbol;
16
17 Operation(String symbol) { this.symbol = symbol; }
18
19 // 추상 메서드 선언 -> 각 상수가 이를 반드시 구현해야 함(Compiler Check)
20 public abstract double apply(double x, double y);
21}
psychology

Tech Interview Challenge

현업 면접관이 실제로 던지는 질문입니다. 먼저 스스로 답해보세요.

Hard

List<Object>와 List<?>의 차이는 무엇인가요?

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A

List<Object>는 Object 타입만 넣을 수 있는 '구체적인 리스트'이고, List<?>는 '어떤 타입인지 모르는 리스트'입니다. List<?>에는 null 외에는 어떤 값도 넣을 수 없습니다(타입이 뭔지 모르니 안전하지 않아서). 반면 읽기는 가능합니다(Object로 읽힘).

Hard

제네릭 소거(Erasure)로 인해 발생하는 제약 사항은?

expand_more
A

런타임에 타입 정보가 없으므로 new T()로 인스턴스를 생성하거나, T[] 배열을 생성할 수 없습니다. 또한 static 변수에는 제네릭 타입 파라미터 T를 사용할 수 없습니다(모든 인스턴스가 공유하므로).

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Chapter 1: 견고한 코드의 시작 - 예외 처리 전략
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Chapter 3: 자료구조의 내부 - HashMap Deep Dive