[이펙티브 자바] 아이템 26: 로 타입은 사용하지 마라

본문은 Effective Java를 읽고 간단하게 정리한 글입니다. 필요에 따라 생략/수정된 부분이 있을 수 있으며, 내용이 추후 변경될 수 있습니다.

 

선요약

• 로 타입을 사용하면 런타임에 예외가 일어날 수 있으므로 사용하면 안 된다
• 로 타입은 제네릭이 도입되기 이전 코드와의 호환성을 위해 제공될 뿐이다

 

용어

한글 용어	영문 용어	예
매개변수화 타입	parameterized type	List<String>
실제 타입 매개변수	actual type parameter	String
제네릭 타입	generic type	List<E>
정규 타입 매개변수	formal type parameter	E
비한정적 와일드카드 타입	unbounded wildcard type	List<?>
로 타입	raw type	List
한정적 타입 매개변수	bounded type parameter	<E extends Number>
재귀적 타입 한정	recursive type bound	<T extends Comparable<T>>
한정적 와일드카드 타입	bounded wildcard type	List<? extends Number>
제네릭 메서드	generic method	static <E> List<E> asList(E[] a)
타입 토큰	type token	String.class

 

제네릭을 사용하는 이유

• 컴파일 시점에서 타입을 체크함으로써 타입 안정성을 제공함
• 타입체크와 형변환을 생략함으로써 코드가 간결해짐

public class Item26 {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList();
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add("30"); //컴파일 에러 발생

        Integer i = (Integer)list.get(2);

        System.out.println(list);
    }
}

java: incompatible types: java.lang.String cannot be converted to java.lang.Integer

 

로 타입

로 타입(raw type)이란?

• 제네릭 타입에서 타입 매개변수를 전혀 사용하지 않는 경우를 의미함
• 예) List<E>의 로 타입은 List다

로 타입을 사용하면 안 되는 이유

• 로 타입은 타입 선언에서 제네릭 타입 정보가 전부 지워진 것처럼 동작한다
• 즉, 컴파일 시점에서 타입을 체크하지 않고 런타임 시점에서 타입을 체크한다

public class Item26 {

    public static void main(String[] args) {
        List list = new ArrayList();
        list.add(10);
        list.add(20);
        list.add("30");

        Integer i = (Integer)list.get(2); //런타임 에러 발생

        System.out.println(list);
    }
}

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: class java.lang.String cannot be cast to class java.lang.Integer (java.lang.String and java.lang.Integer are in module java.base of loader 'bootstrap') at item26.Item26.main(Item26.java:13)

• 에러는 가능한 한 발생 즉시, 이상적으로는 컴파일할 때 발견하는 것이 좋다
• 위 예시에서는 에러가 발생하고 한참 뒤인 런타임에서야 알아챌 수 있다
  • 이렇게 되면 런타임에 문제를 겪는 코드와 원인을 제공한 코드가 물리적으로 상당히 떨어져 있을 가능성이 커진다
  • 따라서 디버깅이 힘들어진다
• 로 타입을 쓰면 제네릭이 안겨주는 안정성과 표현력을 모두 잃게 된다
  • 안정성) 컴파일 시점에서 타입을 체크한다
  • 표현력) 특정 타입의 인스턴스를 사용한다는 정보가 주석이 아닌 타입 선언 자체에서 명시된다(List<String>)  
• 로 타입은 제네릭 이전 코드들과의 호환성을 위해서만 사용한다

 

로 타입의 대안

1) 임의 객체를 허용하는 매개변수화 타입

• List<Object>처럼 임의 객체를 허용하는 매개변수화 타입
• 타입 안정성을 보장한다

로 타입 List를 쓴 경우

public class Item26 {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        unsafeAdd(strings, Integer.valueOf(42));
        String s = strings.get(0); // 컴파일러가 자동으로 형변환 코드를 넣어준다, 런타임 에러 발생
    }

    private static void unsafeAdd(List list, Object o) {
        list.add(o); // 경고 발생
    }
}

Unchecked call to 'add(E)' as a member of raw type 'java.util.List'

• 위 코드는 컴파일이 되지만 다음과 같이 경고가 발생한다
• 프로그램을 실행하면 ClassCastException이 발생한다

임의 객체를 허용하는 매개변수화 타입 List<Object>를 쓴 경우

public class Item26 {

    public static void main(String[] args) {
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        unsafeAdd(strings, Integer.valueOf(42)); // 컴파일 에러 발생
        String s = strings.get(0); // 컴파일러가 자동으로 형변환 코드를 넣어준다
    }

    private static void unsafeAdd(List<Object> list, Object o) {
        list.add(o);
    }
}

java: incompatible types: java.util.List<java.lang.String> cannot be converted to java.util.List<java.lang.Object>

• 위와 같은 컴파일 에러가 발생하여, 컴파일 조차 되지 않는다

2) 비한정적 와일드카드 타입

• 제네릭 타입을 쓰고 싶지만 실제 타입 매개변수가 무엇인지 신경 쓰고 싶지 않은 경우
• 로 타입 대신 물음표(?)를 사용한다

Set에 어떤 원소가 들어올 지 모르는 상황에서 다음과 같이 코드를 작성할 수 있다

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

• 이 메서드는 동작은 하지만 로 타입을 사용해 안전하지 않다
• 또한, 아무 원소나 넣을 수 있으므로 타입 불변식을 훼손하기 쉽다

public int numElementsInCommon(Set<?> s1, Set<?> s2) {
    int result = 0;
    for (Object o1 : s1)
        if (s2.contains(o1))
            result++;
    return result;
}

• 다음과 같이 비한정적 와일드카드 타입을 사용해 더욱 안전하게 코드를 작성할 수 있다
• Collection<?>에는 null 외엔 어떤 원소도 넣을 수 없으므로 컬렉션의 타입 불변식을 훼손하지 못한다

 

비한정적 와일드카드 타입을 쓰는 사례

Collection<?>에는 null 외엔 어떤 원소도 없는데 왜 사용하는지 궁금해서 관련 자료를 찾아봤다

1) Object 클래스의 기능을 사용하는 메서드를 작성할 때

어떤 타입의 원소든지 출력할 수 있는 메서드를 작성했다

public static void printList(List<Object> list) {
    for (Object elem: list)
        System.out.print(elem + " ");
    System.out.println();
}

그러나 Interger, String, Double 등은 Object의 서브타입이 아니기 때문에 아래와 같이 컴파일 에러가 발생한다

public class Item26 {

    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> li = Arrays.asList(1, 2, 3);
        List<String>  ls = Arrays.asList("one", "two", "three");
        printList(li); // 컴파일 에러 발생
        printList(ls); // 컴파일 에러 발생
    }

    public static void printList(List<Object> list) {
        for (Object elem: list)
            System.out.print(elem + " ");
        System.out.println();
    }
}

비한정적 와일드카드 타입을 사용하여 이를 해결할 수 있다

public static void printList(List<?> list) {
    for (Object elem: list)
        System.out.print(elem + " ");
    System.out.println();
}

public static void printList(List<?> list) {
    for (Object elem: list)
        System.out.print(elem + " ");
    System.out.println();
}

2) 타입 파라미터에 의존하지 않는 제네릭 클래스의 메서드를 사용할 때

• List.size나 List.clear 등이 이에 해당한다

참고: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/unboundedWildcards.html

 

로 타입을 써도 되는 경우(예외)

• class 리터럴에서는 로 타입을 써야 한다
  • 자바 명세에서 class 리터럴에 매개변수화 타입을 사용하지 못하게 했다(배열과 기본 타입은 허용)
  • List.class, String[].class, int.class는 허용한다
  • List<String>.class, List<?>.class는 허용하지 않는다
• instanceof연산자
  • 로 타입이든 비한정적 와일드카드 타입이든 instanceof는 완전히 똑같이 동작함
  • 오히려 로 타입을 쓰는 편이 더욱 깔끔함

if (o instanceof Set) {         // 로타입
    Set<?> s = (Set<?>) o;      // 와일드카드 타입
    ...
}