[Book] Effective C# - CHAPTER 3 제네릭 활용

제네릭은 컬렉션 외에도 인터페이스, 이벤트 핸들러, 공통 알고리즘 구현 등 매우 다양한 분야에서 활용된다.

 

---

아이템 18. 반드시 필요한 제약 조건만 설정하라

타입 매개변수에 대한 제약 조건은 클래스가 작업을 올바르게 수행하기 위해서 타입 매개변수로 전달할 수 있는 타입의 유형을 제한하는 방법이다.

 

제약 조건은 제네릭 타입에 대해 우리가 가정하고 있는 사실을 컴파일러와 다른 개발자에게 알려주는 용도로 사용된다. 

• 컴파일러는 타입 매개변수로 전달된 타입이 제약 조건으로 설정한 기능을 모두 구현하고 있을 것이라 가정할 수 있다.
• 컴파일러는 제네릭 타입을 사용하는 사용자가 타입 매개변수로 올바른 타입을 지정했는지 컴파일 타임에 확인할 수 있다.

 

제약 조건을 설정하는 대신 형변환이나 런타임에 테스트를 수행하도록 작성할 수도 있다. 그러나 제약 조건으로 작성하면 런타임에 발생할 가능성이 있는 오류를 컴파일타임에 확인할 수 있고 코드 또한 매우 짧아진다.

// 형변환이나 런타임에 테스트 수행
public static bool AreEqual<T>(T left, T right)
{
    if (left == null)
        return right == null;
    if (left is IComparable<T>)
    {
        IComparable<T> lval = left as IComparable<T>;
        if (right is IComparable<T>)
            return lval.CompareTo(right) == 0;
        else
            throw new ArgumentException("Type does not implement IComparable<T>", nameof(right));
    }
    else // 실패
    {
        throw new ArgumentException("Type does not implement IComparable<T>", nameof(left));
    }
}

// 제약 조건
public static bool AreEqual2<T>(T left, T right)
    where T : IComparable<T> => left.CompareTo(right) == 0;

 

이처럼 다양한 장점이 있지만 제약 조건을 과도하게 설정하는 것은 좋지 않다. 많은 제약 조건을 사용하면 제네릭 타입을 사용하는 것이 큰 부담이 되고 과도한 추가 작업을 수행해야 할 수도 있다.

 

그렇다면 어떻게 제약 조건을 줄여야 할까?

• 제네릭 타입 내에서 반드시 필요한 기능만을 제약 조건으로 설정한다.
• 원하는 메서드가 구현되어 있지 않을 때 런타임에 특정 인터페이스를 구현하고 있는지 혹은 특정 베이스 클래스를 상속한 타입인지 확인하는 것이 좋은 경우도 있다.

 

---

아이템 19. 런타임에 타입을 확인하여 최적의 알고리즘을 사용하라

제네릭 타입의 경우 타입 매개변수에 새로운 타입을 지정하여 손쉽게 재사용할 수 있다.

• 타입 매개변수에 새로운 타입을 지정한다는 것은 유사한 기능을 가진 새로운 타입을 생성한다는 것을 의미한다.
• 제네릭의 인스턴스화는 런타임의 타입을 고려하지 않으며 컴파일 타임의 타입만을 고려한다.

 

하지만, 타입이나 메서드를 제네릭화하면 구체적인 타입이 주는 장점을 잃고 타입의 세부적인 특성까지 고려하여 최적화한 알고리즘을 사용할 수 없게 된다.

 

만약 어떤 알고리즘이 특정 타입에 대해 더 효율적으로 동작한다고 생각되면 그냥 그 타입을 이용해도 된다. 제약 조건을 이용할 수도 있지만 항상 효과적인 방법은 아니므로 수행되는 매개변수에 대한 테스트를 런타임에 확인한다.

 

---

아이템 20. IComparable <T>와 IComparer <T>를 이용하여 객체의 선후 관계를 정의하라

컬렉션을 정렬하거나 검색하려면 타입 내에 객체의 선후 관계를 판단할 수 있는 기능을 정의해야 한다.

 

IComparable <T>는 타입의 기본적인 선후 관계를 정의하는 인터페이스로 CompareTo() 메서드만 정의되어 있다.

• Compare()는 현재 객체가 대상 객체보다 작으면 0보다 작은 값을, 같으면 0을, 크면 0보다 큰 값을 반환한다.
• .NET 환경이 제공하는 최신 API는 IComparable <T>를 사용하지만 일부 오래된 API는 여전히 IComparable을 사용하기 때문에 IComparable <T>를 구현할 때는 IComparable도 함께 구현해야 한다.
• IComparable을 구현할 때는 관계 연산자도 함께 오버로딩하여 일관된 결과를 제공해야 한다.

 

IComparer <T>는 기본적인 선후 관계 이외에 추가적인 선후 관계를 정의할 수 있는 인터페이스이다.

• 타입 내에 관계 연산자를 재정의하면 해당 타입에 최적화된 방식으로 객체의 선후 관계를 파악할 수 있다.

 

public struct Customer : IComparable<Customer>, IComparable
{
    private readonly string name;
    private double revenue;

    public Customer(string name, double revenue)
    {
        this.name = name;
        this.revenue = revenue;
    }

    // IComparable<Customer> 멤버
    public int CompareTo(Customer other) => name.CompareTo(other.name);

    // IComparable 멤버: 타입 매개변수를 사용하지 않아 런타임에 타입을 확인해야 한다.
    int IComparable.CompareTo(object obj)
    {
        if (!(obj is Customer))
            throw new ArgumentException("Argument is not a Customer", "obj");

        Customer otherCustomer = (Customer)obj;

        return this.CompareTo(otherCustomer);
    }

    // 관계 연산자
    public static bool operator <(Customer left, Customer right) =>
        left.CompareTo(right) < 0;
    public static bool operator <=(Customer left, Customer right) =>
        left.CompareTo(right) <= 0;
    public static bool operator >(Customer left, Customer right) =>
        left.CompareTo(right) > 0;
    public static bool operator >=(Customer left, Customer right) =>
        left.CompareTo(right) >= 0;

    private static Lazy<RevenueComparer> revComp =
        new Lazy<RevenueComparer>(() => new RevenueComparer());

    public static IComparer<Customer> RevenueCompare => revComp.Value;

    public static Comparison<Customer> CompareByRevenue =>
        (left, right) => left.revenue.CompareTo(right.revenue);

    private class RevenueComparer : IComparer<Customer>
    {
        // IComparer<Customer> 멤버
        int IComparer<Customer>.Compare(Customer left, Customer right) =>
            left.revenue.CompareTo(right.revenue);
    }
}

 

---

아이템 21. 타입 매개변수가 IDisposable을 구현한 경우를 대비하여 제네릭 클래스를 작성하라

타입 매개변수로 지정하는 타입이 IDisposable을 구현하고 있다면 특별한 추가 작업이 반드시 필요하다.

 

예를 들어 제네릭 메서드 내에서 타입 매개변수로 주어지는 타입을 이용하여 인스턴스를 생성할 경우에 발생한다.

• T가 IDisposable을 구현할 타입일 경우 리소스 누수가 발생할 수 있으므로 추가적인 처리가 필요하다.
• 타입 매개변수로 주어진 타입을 이용하여 인스턴스를 생성한다면 반드시 using 문을 사용해야 한다.

public interface IEngine
{
    void DoWork();
}

public class EngineDriverOne<T> where T : IEngine, new()
{
    public void GetThingsDone()
    {
        T driver = new T();
        using (driver as IDisposable)
        {
            driver.DoWork();
        }
    }
}

 

타입 매개변수로 전달한 타입을 이용하여 멤버 변수를 선언한 경우에는 더 복잡한데, 제네릭 클래스에서 IDisposable을 구현하여 해당 리소스를 처리해야 한다.

public sealed class EngineDriver<T> where T : IEngine
{
    // null로 초기화된다.
    private T driver;

    public EngineDriver(T driver) { this.driver = driver; }

    public void GetThingsDone() { driver.DoWork(); }
}