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C# Generics

일반적으로 클래스를 정의할 때, 클래스 내의 모든 데이타 타입을 지정해 주게 된다. 하지만 어떤 경우는 클래스의 거의 모든 부분이 동일한데 한 두개의 데이타 타입만이 다른 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 사칙연산을 하는 클래스C가 있다고 가정하자. 이 클래스C에는 int 타입의 필드들이 있고, int 타입을 파라미터로 받아 계산하는 메서드들도 있다. 그러면 이 클래스C를 double 타입의 데이타를 가지고 사용할 수 있을까? 그렇 수 없다. 왜냐하면 이미 모든 필드 및 파라미터가 int로 설정되어 있기 때문이다.

이런 경우 C#의 Generics를 사용할 수 있는데, Generics에서는 int, float, double 같은 데이타 요소 타입을 확정하지 않고 이 데이타 타입 자체를 타입파라미터(Type Parameter)로 받아들이도록 클래스를 정의한다. 이렇게 정의된 클래스 즉 C# Generics를 나중에 사용할 때는 클래스명과 함께 구체적인 사용 타입을 함께 지정해 준다. 이렇게 하면 한 두개의 상이한 데이타 타입 때문에 여러 개의 클래스들을 따로 만들 필요가 없어지게 된다. C# Generics는 이러한 클래스 이외에도 인터페이스나 메서드에도 적용될 수 있다.

요약하면, C# Generics는 C++의 템플릿과 비슷한 (주: 내부 아키텍쳐는 상당한 차이점이 있다) 개념으로서 클래스, 인터페이스, 메서드 등에 <T> 같은 타입 파라미터를 붙여 구현한다. 사용시에는 이 타입 파라미터에 특정 타입을 지정하게 되는데, 실행(Runtime)시에 Generics 로부터 지정된 타입의 객체(object)를 구체적으로 생성해서 사용하게 된다.


예제

// 어떤 요소 타입도 받아들 일 수 있는
// 스택 클래스를 C# Generics를 이용해 정의함
class MyStack<T>
{
    T[] _elements;
    int pos = 0;

    public MyStack()
    {
        _elements = new T[100];
    }

    public void Push(T element)
    {
        _elements[++pos] = element;
    }

    public T Pop()
    {
        return _elements[pos--];
    }
}

// 두 개의 서로 다른 타입을 요소로 갖는
// 스택클래스 객체를 생성
MyStack<int> numberStack = new MyStack<int>();
MyStack<string> nameStack = new MyStack<string>();



.NET Generic 클래스들

.NET Framework에는 상당히 많은 Generic 클래스들이 포함되어 있는데, 특히 System.Collections.Generic 네임스페이스에 있는 모든 자료구조 관련 클래스들은 Generic 타입이다. 흔히 사용하는 List<T>, Dictionary<T>, LinkedList<T> 등의 클래스들은 이 네임스페이스 안에 들어 있다. 아래는 이들을 사용한 한 예이다.

예제

List<string> nameList = new List<string>();
nameList.Add("홍길동");
nameList.Add("이태백");

Dictionary<string, int> dic = new Dictionary<string, int>();
dic["길동"] = 100;
dic["태백"] = 90;



Generics 타입 제약(constraint)

C# Generics를 선언할 때, 타입 파라미터가 Value Type인지 Reference 타입인지, 또는 어떤 특정 베이스 클래스로부터 파생된 타입인지, 어떤 인터페이스를 구현한 타입인지 등등을 지정할 수 있는데, 이는 where T : 제약조건 과 같은 식으로 where 뒤에 제약 조건을 붙이면 가능하다. 아래는 다양한 제약을 가한 예제들이다.

예제

// T는 Value 타입
class MyClass<T> where T : struct

// T는 Reference 타입
class MyClass<T> where T : class

// T는 디폴트 생성자를 가져야 함
class MyClass<T> where T : new()

// T는 MyBase의 파생클래스이어야 함
class MyClass<T> where T : MyBase

// T는 IComparable 인터페이스를 가져야 함
class MyClass<T> where T : IComparable

// 좀 더 복잡한 제약들
class EmployeeList<T> where T : Employee,
   IEmployee, IComparable<T>, new()
{
}



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