과거 Java의 컬렉션

// 무인자 컬렉션 자료형. 이렇게 만들면 안된다.
/**
* 내 우표 컬렉션. Stamp 객체만 보관한다.
*/
private final Collection stamps = ...;

엉뚱한 자료형을 넣어도 아무런 오류없이 컴파일이 된다.

// 우표 객체만 담을 수 있는 컬렉션에 동전을 넣었다.
stamps.add(new Coin(...));

사용하려고 하면 당연히 오류가 발생된다.

for (Iterator i = stamps.iterator(); i.hasNext(); ) {
    Stamp s = (Stamp) i.next(); // ClassCastException 예외 발생
    ... // 우표 객체로 뭔가 작업을 한다.
}

오류는 가능한 빨리 발견해야 하며, 컴파일할 때 발견할 수 있으면 가장 이상적이다. 하지만 위의 코드는 컴파일이 되고 한참 뒤에나 오류를 발견할 수 있다. 그리고 문제가 뭔지 한참을 해매게 될것이다. 컬렉션을 사용하면 위와 같은 에러를 컴파일 타임에 발견할 수 있다.

제네릭의 사용

// 형인자 컬렉션 자료형 - 형 안전성 확보
private final Collection<Stamp> stamps = ...;

이 선언을 보고 컴파일러는 stamps 컬렉션에 Stamp만 들어가야 한다는 것을 이해하며, 실제로 Stamp 객체만 삽입 된다. 또한 형변환을 하지 않아도 컴파일러가 형변환을 진행하며 이 형변환은 절대 실패할 일이없다. (제네릭을 이해하는 컴파일러로 모든 코드를 컴파일하고, 컴파일 할 때 발생하거나 경고가 없어야 한다.)

제네릭과 무인자 자료형

과거의 Java는 무인자 자료형을 사용해서 형 안전성이 없었고, 제네릭의 장점 중 하나인 표현력 측면에서 손해를 보았다. 무인자 자료형은 사용하면 안되지만 List<Object>와 같은 자료형은 써도 괜찮다. 무인자 자료형과의 차이는 형 검사 절차를 완전히 생략 하냐 안하냐 인것이다.

// 실행 도중에 오류를 일으키는 무인자 자료형 사용 예
public static void main(String[] args) {
    List<String> strings = new ArrayList<String>();
    unsafeAdd(strings, new Integer(42));
    String s = strings.get(0); // 컴파일러가 자동으로 형변환
}
private static void unsafeAdd(List list, Object o) {
    list.add(o);
}

이 프로그램은 컴파일은 성공하겠지만 무인자 자료형의 사용으로 경고가 뜬다. 그리고 실제로 실행하면 strings.get(0)의 실행 결과를 String으로 변환하려 하기 때문에 ClassCastException 예외가 발생한다. 위의 unsafeAdd의 List를 List<Object>로 수정하면 오류가 발생하면서 컴파일이 실패할 것이다.

컬렉션에 들어갈 원소들이 자료형을 모르고 상관할 필요도 없다면 무인자 자료형을 써보고 싶을 것이다. 제네릭에 익숙하지 않다면 아래와 같은 코드를 만들것이다.

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

위의 코드는 정상 작동하지만 무인자 자료형을 사용하므로 위험하다. Java는 비안정적 와일드카드 자료형이라는 좀 더 안전한 대안을 제공한다. 제네릭 자료형을 쓰고 싶으나 실제 형 인자가 무엇인지는 모르거나 신경 쓰고 싶지 않을 때는 형 인자로 ‘?’를 쓰면 된다. 이 자료형은 어떤 Set이건 참조가 가능하다. 위의 코드에 비한정적 와일드카드 자료형을 사용하면 다음과 같은 코드가 된다.

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

?만 넣는다고 정말 안전 하냐고 생각할 수 있지만 정말로 안전하다. 무인자 자료형은 아무 객체나 넣을 수 있어서, 컬렉션의 자료형 불변식이 쉽게 깨진다.

예외

클래스 리터럴에는 반드시 무인자 자료형을 사용해야 한다.
- Java 표준에 따르면, 클래스 리터럴에는 형인자 자료형을 쓸 수 없다. List.class, String[].class, int.class는 가능하나 List<String>.class, List<?>.class는 불가능하다는 말이다.
instanceof 연산자 사용 규칙
- 제네릭 자료형 정보는 프로그램이 실행될 때는 지워지기 때문에, instanceof 연산자는 비한정적 와일드카드 자료형 이외의 형인자 자료형에 적용할 수 없다.
- 제네릭 자료형에 instanceof 연산자를 적용할 때는 다음과 같이 하는 것이 좋다.
```
 // instanceof 연산자에는 무인자 자료형을 써도 OK
 if (o instanceof Set) { // 무인자 자료형
  Set<?> m = (Set<?>) o; // 와일드카드 자료형
 }
```