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일반화 프로그래밍

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일반화 프로그래밍

일반화 (Generalization) 란?

일반화는 간단히 말해 서로 다른 개념에서 공통점을 찾는 것이다.
A,B,C 는 분명 다른 단어이지만 영어라는 공통점을 가지며, ABC 와 가나다 는 분명 다른 글자이지만 문자 라는 공통점을 가진다.
이렇게 어떤 개념을 포괄하는 공통된 개념을 찾아 서로 다른 개념들을 하나로 묶어줄수 있는데 이것을 일반화 (Generalization) 라고 한다.

일반화 메소드

그럼 프로그래밍에서도 이런 일반화가 가능하지 않을까?
코드의 서로 다른 개념들 사이에서 공통적인 개념을 찾아 하나의 코드로 묶어주는것 말이다.
예를들어 int,float,string 들은 분명 다른 타입이다.
하지만 이들은 변수 라는 개념으로 묶어줄수 있습니다.

이전에는 int, float, string들 다른 개념으로 보고 다른 코드를 사용하였다면, 이제는 이들을 변수라는 하나의 개념으로 보고 하나의 코드로 만들어 줄 수 있겠다.

서로 다른 타입이 여러개 있을대, 이들을 출력하는 메소드를 일일이 만들어 주는 것보단 위와 같이 일반화 과정을 거쳐 하나의 메소드로 만들어주는 것이 훨씬 효율적이다.
이를 일반화 메소드라고 하며, 일반화 메소드는 다음과 같이 호출할수 있다.

namespace Test_Generalization {
    class Program {
        static void print<T>(T value) {
            Console.WriteLine(value);
        }
        static void Main(string[] args) {
            int age = 35;
            float height = 178.1 f;
            string name = "Superman";
            print < int > (age);
            print < float > (height);
            print < string > (name);
        }
    }
}

print<T> 에서 T 에 원하는 타입을 지정하면 print 메소드 내부의 T가 전부 지정한 변수로 치환되며, 지정된 변수로 메소드가 실행된다. 즉, 위 예제에서처럼 int형을 지정하면 int형 데이터가 출력되고 float형을 지정하면 float형 데이터가, string형을 지정하면 string형 데이터가 출력된다.

여기에는 T는 형식매개변수라고 하여 형식(타입)을 지정해주는 역할을 한다.

하지만 형식 매개변수로 반드시 T만 사용할수 있는것은 아니며 단순히 치환을 해주는 문자이기 때문에 T외에 어떤 문자도 사용가능하다.

일반화 클래스

클래스도 마찬가지로 일반화된 클래스를 만들수 있다.
예를 들어 여러 타입의 자료구조 클래스를 만든다고 했을때, 타입마다 서로 다른 클래스를 만드는 것은  상당히 비효율적이다.
이럴때에 일반화 메소드를 만들었던 것과 마찬가지로 모든 타입을 포괄하는 하나의 일반화 클래스를 만들수 있다.

간단하게 예제를 만들어보면 다음과 같다.

namespace Test_Generalization {
    class List<T> {
        public T[] arr;
        public List() {
            arr = new T[1];
        }
    }
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            List < int > List1 = new List<int>();
            List1.arr[0] = 10;
            List < float > List2 = new List<float>();
            List2.arr[0] = 2.2 f;
            List < string > List3 = new List<string>();
            List3.arr[0] = "일반화 클래스";
            Console.WriteLine(List1.arr[0]);
            Console.WriteLine(List2.arr[0]);
            Console.WriteLine(List3.arr[0]);
        }
    }
}

T 변수 제약조건 만들기

지금까지 만든 일반화 메소드와 일반화 클래스는 모든 타입의 변수를 처리 할수 있었다.
다시말해 형식(타입)을 지정하는 매개변수 T는 모든 타입으로 치환이 가능했다.
하지만 만약에 이 매개변수 T를 특정 조건을 갖춘 타입으로만 치환이 가능하도록 제한하고 싶다면 어떻게 해야할까?
이때 사용하는 것이 Where T : 제약 조건 이다.
Where T 라는 건 T가 어디에 있어야 한다(어디에 속해야 한다) 라는 의미로 해석될수 있겠다.
즉 Where 이라는 키워드로 T의 타입 범위를 지정해주는 것이다.

where 형식매개변수 : 제약조건

class List<T> where T : class {
   // ...
}
class List<U> where U : struct {
   // ...
}

예를 들어 where T : class 라 하면 형식 매개변수 T의 타입은 class여야 한다. 라는 것이고
where T : struct 라 하면 T 타입이 값 (int,float…) 이어야 한다 라는 의미인것이다.
이외에도 형식 매개변수의 제약조건은 여러가지가 있다.

간단한 예를 보면 다음과 같다.

namespace Test_Generalization {
    class Parent {
        public string name {
            set;
            get;
        }
        public Parent() {
            name = "부모 클래스";
        }
    }
    class Children: Parent {
        public Children() {
            name = "자식 클래스";
        }
    }
    class List<T> where T: Parent {
        public T[] array;
        public List() {
            array = new T[2];
        }
    }
    class Program {
        static void Main(string[] args) {
            List < Parent > list = new List<Parent>();
            list.array[0] = new Parent();
            list.array[1] = new Children();
            Console.WriteLine(list.array[0].name);
            Console.WriteLine(list.array[1].name);
        }
    }
}

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