[Effective Java] 아이템 28. 배열보다는 리스트를 사용하라.

🎯 아이템 28. 배열보다는 리스트를 사용하라.

배열과 제네릭 타입에는 중요한 차이가 두 가지 있다.

1️⃣ 배열은 공변이지만, 제네릭은 불공변이다.

Sub가 Super의 하위 타입이라면 배열 Sub[]는 배열 Super[]의 하위 타입이 된다.

반면, 서로 다른 타입 Type1, Type2가 있을 때, List<Type1>은 List<Type2>의 하위 타입도 아니고 상위 타입도 아니다.

어느 쪽이든 Long용 저장소에 String을 넣을 수는 없다. 다만 배열에서는 그 실수를 런타임에야 알게 되지만, 리스트를 사용하면 컴파일할 때 바로 알 수 있다.

2️⃣ 배열은 실체화(reify)된다.

배열은 런타임에도 자신이 담기로 한 원소의 타입을 인지하고 확인한다. 그래서 위 코드에 보듯 Long배열에 String을 넣으려 하면 ArrayStoreException이 발생한다.

반면, 제네릭은 타입 정보가 런타임에는 소거(erasure)된다.

• Item28.java
  

public class Item28 {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> strings = new ArrayList<>();
        strings.add("que");
        strings.add("devel");
    }
}

• Item28.java를 컴파일한 Item28.class

public class Item28 {
  public Item28() {
  }

  public static void main(String[] var0) {
      ArrayList var1 = new ArrayList();
      var1.add("que");
      var1.add("devel");
  }
}

이러한 소거는 제네릭이 지원되기 전에 레거시 코드와 제네릭 타입을 함께 사용할 수 있게 해주는 매커니즘으로, 자바5가 제네릭으로 순조롭게 전환될 수 있도록 해줬다.

배열은 제네릭 타입, 매개변수화 타입, 타입 매개변수로 사용할 수 없다.

즉, new List<E>, new List<String>[], new E[] 식으로 작성하면 컴파일할 때 제네릭 배열 생성 오류를 일으킨다.
그 이유는 타입 안전하지 않기 때문이다. 이를 허용한다면 컴파일러가 자동 생성한 형변환 코드에서 런타임에 ClassCastException이 발생할 수 있다.

• 제네릭 배열 생성을 허용하지 않는 이유 - 컴파일되지 않는다.
  

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)

🚩 if. 제네릭 배열을 생성하는 (1)이 허용된다면?

1️⃣ (2)는 원소가 하나인 List<Integer>를 생성한다.

2️⃣ (3)은 (1)에서 생성한 List<String>의 배열을 Object 배열에 할당한다. 배열은 공변이니 아무 문제없다.

3️⃣ (4)는 (2)에서 생성한 List<Integer>의 인스턴스를 Object 배열의 첫 원소로 저장한다. 제네릭은 소거 방식으로 구현되어서 이 역시 성공한다.

( 즉, 런타임에는 List<Integer> 인스턴스의 타입은 단순히 List가 되고, List<Integer>[] 인스턴스의 타입은 List[]가 된다. 따라서 (4)에서도 ArrayStoreException을 일으키지 않는다.)

4️⃣ List<String> 인스턴스만 담겠다고 선언한 stringLists배열에는 지금 List<Integer> 인스턴스가 저장돼 있다. 그리고 (5)는 이 배열의 처음 리스트에서 첫 원소를 꺼내려 한다.

5️⃣ 컴파일러는 꺼낸 원소를 자동으로 String으로 형변환하는데, 이 원소는 Integer이므로 런타임에 ClassCastException이 발생한다.

따라서, 이런 일을 방지하려면 (1)에서 컴파일 오류를 내야 한다.

소거 매커니즘 때문에 매개변수화 타입 가운데 실체화될 수 있는 타입은 List<?>와 Map<?,?> 같은 비한정적 와일드 카드 타입뿐이다.

but, 배열을 비한정적 와일드카드 타입으로 만들 수는 있지만, 유용하게 쓰일 일은 거의 없다.

• 생성자에서 컬렉션을 받는 Chooser 클래스
  

public class Chooser {

    private final Object[] choiceArray;

    public Chooser(Collection choiceArray) {
        this.choiceArray = choiceArray.toArray();
    }

    public Object choose(){
        Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
        return choiceArray[rnd.nextInt(choiceArray.length)];
    }
}

• 리스트 기반 Chooser - 타입 안전성 확보!
  

public class Chooser<T> {

    private final List<T> choiceArray;

    public Chooser(Collection<T> choiceArray) {
        this.choiceArray = new ArrayList<>(choiceArray);
    }

    public T choose(){
        Random rnd = ThreadLocalRandom.current();
        return choiceArray.get(rnd.nextInt(choiceArray.size()));
    }
}

참고 자료

Joshua Bloch, 『Effective Java 3/E』, 개앞맵시 옮김, 프로그래밍인사이트(2018)
http://www.kyobobook.co.kr/product/detailViewKor.laf?ejkGb=KOR&mallGb=KOR&barcode=9788966262281&orderClick=LEa&Kc=