item 28 dodo4513

아이템28 배열보다는 리스트를 사용하라

• 배열과 제네릭 타입에는 중요한 차이가 두 가지 있다.

첫 번째, 배열은 공변 (covariant; 共變)이다.

• 어려워 보이는 단어지만 뜻은 간단하다. Sub가 Super의 하위 타입이라면 배열 Sub[]는 배열 Super[]의 하위 타입이 된다(공변, 즉 함께 변한다는 뜻이다). 반면, 제네릭은 불공변(invariant; 不共變)이다. 즉, 서로 다른 타입 Type1과 Type2가 있을 때, List은 List의 하위 타입도 아니고 상위 타입도 아니다. 이것만 보면 제네릭에 문제가 있다고 생각할 수도 있지만, 사실 문제가 있는 건 배열 쪽이다. 다음은 문법상 허용되는 코드다.

// 런타임에 실패한다.
Object[] objectArray = new Long[1];
objectArray[0] = "타입이 달라 넣을 수 없다."; // ArrayStoreException을 던진다.

// 컴파일되지 않는다.
List<Object> ol = new ArrayList<Long>(); // 호환되지 않는 타입이다.
ol.add("타입이 달라 넣을 수 없다.");

• 어느 쪽이든 Long용 저장소에 String을 넣을 수는 없다. 다만 배열에서는 그 실수를 런타임에야 알게 되지만, 리스트를 사용하면 컴파일할 때 바로 알 수 있다. 여러분도 물론 컴파일 시에 알아채는 쪽을 선호할 것이다.

두 번째 주요 차이로, 배열은 실체화(reify)된다.

• 배열은 런타임에도 자신이 담기로 한 원소의 타입을 인지하고 확인한다. 그래서 코드 28-1에서 보듯 Long 배열에 String을 넣으려 하면 ArrayStoreException이 발생한다. 반면, 앞서 이야기했듯 제네릭은 타입 정보가 런타임에는 소거 (erasure)된다. 원소 타입을 컴파일타임에만 검사하며 런타임에는 알수조차 없다는 뜻이다.

• 이상의 주요 차이로 인해 배열과 제네릭은 잘 어우러지지 못한다. 예컨대 배열은 제네릭 타입, 매개변수화 타입, 타입 매개변수로 사용할 수 없다. 즉, 코드를 new List[], new List[], new E[] 식으로 작성하면 컴파일할 때 제네릭 배열 생성 오류를 일으킨다.

제네릭 배열을 만들지 못하게 막은 이유는 무엇일까?

• 타입 안전하지 않기 때문이다. 이를 허용한다면 컴파일러가 자동 생성한 형변환 코드에서 런타임에 ClassCastException이 발생할 수 있다. 런타임에 ClassCastException이 발생하는 일을 막아주겠다는 제네릭 타입 시스템의 취지에 어긋나는 것이다.

List<String>[] stringLists = new List<String>[1]; // (1)
List<Integer> intList = List.of(42); // (2)
Object[] objects = stringLists; // (3)
objects[0] = intList; // (4)
String s = stringLists[0].get(0); // (5)

1. 제네릭 배열을 생성하는 (1)이 허용된다고 가정해보자.
2. (2)는 원소가 하나인 List를 생성한다.
3. (3)은 (1)에서 생성한 List의 배열을 Object 배열에 할당한다. 배열은 공변이니 아무 문제없다.
4. (4)는 (2)에서 생성한 List의 인스턴스를 Object 배열의 첫 원소로 저장한다. 제네릭은 소거 방식으로 구현되어서 이 역시 성공한다. 즉, 런타임에는 List 인스턴스의 타입은 단순히 List가 되고, List[] 인스턴스의 타입은 List[]가 된다. 따라서 (4)에서도 ArrayStoreException을 일으키지 않는다.
5. 이제부터가 문제다. List 인스턴스만 담겠다고 선언한 stringLists 이 배열에는 지금 List 인스턴스가 저장돼 있다. 6 그리고 (5)는 이 배열의 처음 리스트에서 첫 원소를 꺼내려한다. 컴파일러는 꺼낸 원소를 자동으로 String으로 형변환하는데, 이 원소는 Integer이므로 런타임에 ClassCastException이 발생한다. 이런 일을 방지하려면 (제네릭 배열이 생성되지 않도록) (1)에서 컴파일 오류를 내야 한다.

핵심정리

배열과 제네릭에는 매우 다른 타입 규칙이 적용된다.
배열은 공변이고 실체화되는 반면, 제네릭은 불공변이고 타입 정보가 소거된다.
그 결과 배열은 런타임에는 타입 안전하지만 컴파일타임에는 그렇지 않다.
제네릭은 반대다. 그래서 둘을 섞어 쓰기란 쉽지 않다.

둘을 섞어 쓰다가 컴파일 오류나 경고를 만나면, 가장 먼저 배열을 리스트로 대체하는 방법을 적용해보자.