[Kotlin] Generic, Inner 클래스

• 이 글은 "윤재성의 Google 공식 언어 Kotlin" 강의를 듣고 공부한 내용으로 작성하였습니다.

Generic 클래스

• 클래스를 설계할 때 같은 역할을 하지만 내부의 변수의 타입만 다르게 필요할 때가 있습니다.
• Generic 클래스를 활용하여 클래스 작성 시가 아닌 객체를 생성시에 타입을 지정할 수 있습니다.
• Generic을 사용하면 데이터 타입을 컴파일 타임에 정하기 때문에 클래스나 메소드 내부의 사용될 데이터의 타입 안정성을 높일 수 있습니다.
• 대표적인 예로 Collection 들은 모두 Generice 클래스로 정의되어 있습니다.
• 만일 Any 클래스로 캐스팅해서 사용한다면 번거롭고 잘못된 캐스팅으로 런타임에 오류 발생 가능성이 있기 때문에 Generic을 사용하여야 합니다.

class ArrayList<T>(val param : T){
    fun print(){
        when(param){
            is String -> {
                println("ArrayList element's Type is String : $param")
            }
            is Int -> {
                println("ArrayList element's Type is Int : $param")
            }
            is Double -> {
                println("ArrayList element's Type is Double : $param")
            }
            else -> {
                println("ArrayList element's Type is Any")
            }
        }
    }
}

fun main(){
    val intArr = ArrayList(3)
    val stringArr = ArrayList("hello")
    val doubleArr = ArrayList(3.3)

    intArr.print()
    stringArr.print()
    doubleArr.print()

    /** result
    ArrayList element's Type is Int : 3
    ArrayList element's Type is String : hello
    ArrayList element's Type is Double : 3.3
    **/
}

• 예제에서 사용된 T를 타입 변수라고 하며, 임의의 참조형 타입을 의미합니다. 타입의 매개변수 이름에는 아무거나 들어가도 상관없지만 공식문서의 Name Convention을 따르는게 좋습니다. [https://math-coding.tistory.com/184]
• Generic은 클래스와 메소드를 이외에도 인터페이스에도 사용이 가능합니다.

 

가변성

• 불변성 : Generic이 설정된 객체의 주소 값에는 자식 클래스나 부모클래스가 아닌 설정된 같은 타입의 변수에만 담을 수 있습니다. (다형성 x)
• 공변성 : Generic이 설정된 객체의 주소 값에 out 키워드를 통해 부모 클래스 타입의 변수에 담을 수 있습니다. (자바의 bounded Type 유사)
• 반 공변성 : Generic이 설정된 객체의 주소 값에 in 키워드를 통해 자식 클래스 타입의 변수에 담을 수 있습니다.

open class TestClass
open class TestSubClass : TestClass()
class TestSubSubClass : TestSubClass()

class GenericClass<T>
class GenericClass2<out T>
class GenericClass3<in T>

fun main(){
    // 불변성
    val cls1: GenericClass<TestSubClass> = GenericClass<TestSubClass>()
    val cls2: GenericClass<TestSubSubClass> = GenericClass<TestSubClass>()    // Compile error
    val cl3: GenericClass<TestClass> = GenericClass<TestSubClass>()  // Compile error

    // 공변성
    val cls4: GenericClass2<TestSubClass> = GenericClass2<TestSubClass>()
    val cls5: GenericClass2<TestSubSubClass> = GenericClass2<TestSubClass>()    // Compile error
    val cls6: GenericClass2<TestClass> = GenericClass2<TestSubClass>()

    // 반 공변성
    val cls7: GenericClass3<TestSubClass> = GenericClass3<TestSubClass>()
    val cls8: GenericClass3<TestSubSubClass> = GenericClass3<TestSubClass>()   
    val cls9: GenericClass3<TestClass> = GenericClass3<TestSubClass>()      // compile error
}

• 불변성 예제에서는 제너릭 타입에 설정된 타입 변수를 제외하고는 부모 클래스든 자식 클래스 모두 컴파일 에러가 나타난 것을 확인할 수 있습니다.
• 공변성 예제에서는 제너릭 타입에 설정된 타입 변수와 설정된 타입의 자식 클래스까지 포함하여 대입이 되는 것을 확인할 수 있습니다. out 키워드를 사용하는데 헷갈리시다면, T가 out하는 클래스(내보내는 클래스)는 부모 클래스로부터 자식클래스가 out되기 때문에 그렇게 이해하시면 편할 것 같습니다.
• 반 공변성 예제에서는 제너릭 타입에 설정된 타입 변수와 설정된 타입의 부모 클래스를 포함하여 대입이 되는 것을 확인할 수 있습니다. in 키워드는 T가 in하는 클래스(포함하는 클래스)는 자식 클래스에는 부모클래스를 포함하기 때문에 부모 클래스를 포함할 수 있다고 생각하시면 됩니다.

 

중첩 클래스

• 클래스 안에 새롭게 생성된 클래스를 중첩 클래스라고 부릅니다.
• 중첩 클래스는 외부 클래스의 멤버 변수를 쉽게 접근이 가능하기 때문에 외부 클래스의 멤버 변수를 많이 사용하게 되는 설계를 하실 때 중첩 클래스를 사용하시면 됩니다.
• 중첩 클래스에서는 각 클래스에 정의한 멤버를 사용할 수 있는가를 정확하게 숙지할 필요가 있습니다.

class OuterClass{
    val outerMember = 100

    fun outerMethod(){
        println("OuterMethod $outerMember")
    }

    inner class InnerClass{
        val innerMember = 200

        fun innerMethod(){
            println("innerMethod $innerMember")
            println("outmember $outerMember")
            outerMethod()
        }
    }
}

fun main(){
    var cls = OuterClass()
    var innercls = cls.InnerClass()
    cls.outerMethod()
    innercls.innerMethod()
}

• inner 키워드를 사용하여 중첩 클래스를 정의할 수 있고, inner class는 무조건 outerclass의 객체를 통해서만 생성할 수 있습니다. 즉, inner 클래스를 사용하기 위해서는 outerclass를 생성해야 합니다.
• inner 클래스는 outer 클래스가 생성된 이후에 생성이 되기 때문에 outer 클래스에 있는 멤버 변수와 메소드 모두 사용할 수 있습니다.
• outer 클래스에서는 inner 클래스 내부의 멤버 변수, 메소드를 사용할 수 없는데 outer 클래스만 생성 시에 inner 클래스는 생성이 된 것이 아니기 때문에 접근할 수 없는 것이 당연합니다.
• 만일 outer 클래스에서 inner 클래스의 멤버 변수와 메소드에 접근하고 싶다면, 직접 inner 클래스를 생성한 후 객체를 통해서 접근하면 됩니다.