ITEM31 한정적 와일드카드를 사용해 API 유연성을 높이라

매개변수화 타입은 불공변 invariant

List<Object> 에는 어떤 객체든 넣을수 있다. List<String> 에는 문자열만 넣을 수 있다.

List<String> 은 List<Object> 가 하는 일을 제대로 수행하지 못하니 하위 타입이 될 수 없다.(업캐스팅 불가)

불공변 방식보다 유연한, 와일드 타입 카드 타입

와일드카드 타입을 사용하지 않은 pushAll 메서드 - 결함이 있다.

public class Stack<E> {
    public Stack();
    public void push(E e);
    public E pop();
    public boolean isEmpty();

    public void pushAll(Iterable<E> src) {
        for(E e : src)
            push(e);
    }
}

Integer 는 Number 의 하위타입이다.
그러나 매개변수화 타입이 불공변이기 때문에 오류가 뜬다.

Stack<Number> numberStack = new Stack<>();
Iterable<Integer> integers = ...;
numberStack.pushAll(integers);  // error: incompatible types

이럴 때, 한정적 와일드카드 타입이라는 매개변수화 타입을 사용한다

• Iterable<? extends E> E 의 하위타입의 Iterable
• 하위타입은 자기자신도 포함하는 의미에서 extends 는 다소 어색할 수 있다.

public void pushAll(Iterable<? extends E> src) {
    for(E e : src) 
        push(e);
}

popAll 은 super 를 사용하였다.

public void popAll(Collection<? super E> dst) {
    while(!isEmpty())
        dst.add(pop());
}

PECS 와일드카드 타입의 기본원칙

PECS: producer-extends, consumer-super

• 원소의 생산자나 소비자용 입력 매개변수에 와일드카드 타입을 사용하라
• 유연성을 극대화 한다.

pushAll 의 src 매개변수

• Stack 이 사용할 E 인스턴스를 생산함
• Iterable<? extends E>

popAll 의 dst 매개변수

• Stack 으로 부터 E 인스턴스를 소비함
• Collection<? super E>

반환타입에는 한정적 와일드카드 타입

• 사용하면 안된다.
• 클라이언트 코드에서도 와일드카드 타입을 써야 하는 문제점

명시적 타입 인수 explicit type arguments

public static <E> Set<E> union(Set<? extends E> s1, Set<? extends E> s2)
...

Set<Integer> integers = Set.of(1, 3, 5);
Set<Double> doubles = Set.of(2.0, 4.0, 6.0);
Set<Number> numbers = union(integers, doubles); // java7 에서는 incompatible types error!

자바 7까지는 명시적 타입 인수를 사용해야 한다.

• 컴파일러가 올바른 타입을 추론하지 못하기 때문이다.

Set<Number> numbers = Union.<Number>union<integers, doubles>;

자바8 부터 목표타이핑 ??(target typing) 을 지원.

Comparable, Comparator

before ITEM30

public static <E extends Comparable<E>> E max(List<E> list)

after

public static <E extends Comparable<? super E>> E max(List<? extends E> list)
// ...
List<ScheduledFuture<?>> scheduledFutures = ...;

• List<? extends E> 입력 매개변수는 E 인스턴스를 생산한다.
• Comparable<? super E>> E 인스턴스를 소비한다.
• Comparable, Comparator 은 항상 소비자

java.util.concurrent 패키지의 ScheduledFuture 는

• Comparable<ScheduledFuture> 를 구현하지 않았다.
• 따라서, 수정 전 max 는 리스트를 처리할 수 없다.

public interface Comparable<E>
public interface Delayed extends Comparable<Delayed>
public interface ScheduledFuture<V> extends Delayed, Future<V>

Comparable(Comparator) 를 직접구현하지 않고, 직접 구현한 다른 타입을 확장한 타입을 지원하기 위해 와일드카드가 필요하다.

메서드 선언에, 타입 매개변수가 한 번만 나오면 와일드카드로 대체하라

타입 매개변수와 와일드카드의 공통되는 부분이 있어서 무엇을 사용해도 괜찮을 경우

public static <E> void swap(List<E> list, int i, int j);
public static void swap(List<E> list, int i, int j);

두 번째 방법이 간단하다.
그러나, list.get(i) 에서 incompatible types 오류가 발생한다.
List<?> 에는 null 이외에 어떤 값도 넣을 수 없기 때문이다.

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
    list.set(i, list.set(j, list.get(i)));  // error!
}

private 도우미 메서드

와일드카드 타입의 실제 타입을 알려주는 메서드를 작성한다.

실제 타입을 알아내려면, 도우미 메서드는 제네릭 메서드를 사용한다.

public static void swap(List<?> list, int i, int j) {
    swapHelper(list, i, j);
}

private static <E> void swapHelper(List<E> list, int i, int j) {
    list.set(i, list.set(j, list.get(i)));
}