4장 두 다형성의 만남

[fkdl0048]

두 다형성의 만남

제네릭 클래스와 상속

abstract class List<T>
{
    T get(int index);
}

• C#의 제네릭 클래스는 불변이다.

다음과 같은 추상 클래스를 상속받아 서브타입 클래스를 만들었을 때, 앞서 다룬 제네릭과 같이 서브타입 클래스의 제네릭 타입은 부모 클래스의 제네릭 타입을 따른다.

class ArrayList<T> : List<T>
{
    T get(int index) { ... }
}

여기서 핵심은 상속받는 추상 클래스의 제네릭 타입을 T로 정의했기에 서브타입 클래스에서도 제네릭의 특성을 이용하고 싶다면 T로 정의해야 한다는 것이다. A가 B를 상속하면 A가 B의 서브타입이기 때문에 이 원리 그대로 제네릭 클래스에도 적용된다.

반대로 제네릭의 특성을 이용할 필요가 없기 타입이 명확한 서브타입을 만들고 싶다면 제네릭 타입을 명시적으로 정의해야 한다.

class IntArrayList : List<int>
{
    int get(int index) { ... }
}

타입 매개변수 제한

앞서 3장에서 정리한 내용과 같이 제네릭 함수의 경우 매개 변수가 아무 타입이나 나타낼 수 있다고 가정하기에 타입 변수 T에 대해서 출력하거나 반환할 수는 있어도 덧셈이나 곱셈과 같이 특별한 능력이 필요한 곳에는 사용할 수 없다고 했다. 이 내용은 사용 의도 자체를 잘 나타내는 것으로 제네릭 함수를 정의하는 것은 결국 여러 타입으로 사용될 수 있는 함수를 만드는 것이고, 인자가 특별한 능력을 가져야 한다면 그 함수는 여러 타입으로 사용될 수 없다.

3장에 대한 추가 정리 내용

class Person
{
    int age;
    ...
}

class Student : Person {...}

Person Elder(Person p1, Person p2)
{
    return p1.age > p2.age ? p1 : p2;
}

Student s = elder(s1, s2);

위 코드는 타입 검사기를 통과하지 못한다. 정확하게는 elder(s1, s2)까지는 타입 검사를 통과한다. Student는 Person의 서브타입이기 때문에 Person 타입으로 반환할 수 있다. 하지만 결과를 Person으로 반환하는 순간 Student 타입으로 다운 캐스팅해야 하기 때문에 타입 검사를 통과하지 못한다.

이 경우 실제 메모리에 적재된 객체가 분면 Student 타입임을 알지만 문제가 된다. 정적 타입 검사이기 때문 이를 해결하기 위해 제네릭 함수로 교체한다고 해도 .age 필드 값을 읽으려 했기 때문에 여전히 타입 검사를 통과하지 못한다.

이 상황을 해결하기 위해선 타임 매개변수 제한이라는 기능이 필요하다. C#에서는 where 절을 사용한다. 직관적인 해석은 T가 최대 Person타입까지 커질 수 있음을 나타낸다. 3장에서 예로 INumber를 사용한 것과 같은 방식이다.

이전까지 제네릭 함수가 아무 타입이나 인자로 받을 수 있던 것과 달리, 타입 매개변수 제한을 사용한 제네릭 함수를 사용할 때는 정의된 상한을 타입 인자가 따라야 한다. 함수뿐만 아니라 클래스도 사용 가능하다.

정리

개인적으로 C#의 IEnumerable에 대해서 공부할 때 해당 내용을 정리한 경험이 있어서 잘 이해가 된 것 같다. 당시에도 어렵게 이해한 내용이 많았고, C# 키워드에서도 in, out키워드가 존재해서 좀 더 쉽게 이해한 것 같다.