제네릭 형식 개요

  • 아티클

개발자는 암시적이든 명시적이든 .NET에서 항상 제네릭을 사용합니다. .NET에서 LINQ를 사용할 때 IEnumerable<T>로 작업하고 있다는 것을 알아차리셨나요? 또는 Entity Framework를 사용하여 데이터베이스에 통신하기 위한 “제네릭 리포지토리”의 온라인 샘플을 본 적이 있다면 대부분의 메서드가 IQueryable<T>를 반환하는 것을 보셨습니까? 이러한 예제에서 T가 무엇이고 왜 사용되는지 궁금하게 여겼을 수도 있습니다.

.NET Framework 2.0에서 처음 소개된 제네릭은 기본적으로 개발자가 실제 데이터 형식에 커밋하지 않고 형식이 안전한 데이터 구조를 정의할 수 있게 해주는 “코드 템플릿”입니다. 예를 들어 List<T>는 List<int>, List<string> 또는 List<Person>과 같은 모든 형식으로 선언하고 사용할 수 있는 제네릭 컬렉션입니다.

제네릭이 유용한 이유를 이해하려면 제네릭을 추가하기 전과 이후의 특정 클래스인 ArrayList를 살펴보아야 합니다. .NET Framework 1.0에서 ArrayList 요소는 Object 형식이었습니다. 컬렉션에 추가된 모든 요소가 자동으로 Object로 변환되었습니다. 목록에서 요소를 읽을 때 동일한 작업이 수행됩니다. boxing 및 unboxing이라고 하는 이 프로세스는 성능에 영향을 줍니다. 그러나 성능 외에도 컴파일 시간에 목록에 있는 데이터 형식을 결정하는 방법이 없으므로 손상되기 쉬운 일부 코드가 발생합니다. 제네릭은 목록의 각 인스턴스에 포함될 데이터 형식을 정의하여 이 문제를 해결합니다. 예를 들어 List<int>에는 정수만 추가하고 List<Person>에는 사용자만 추가하면 됩니다.

또한 제네릭은 런타임에 사용할 수 있습니다. 런타임에서 사용 중인 데이터 구조의 형식을 알고 메모리에 더욱 효율적으로 저장할 수 있습니다.

다음 예제에는 런타임에 데이터 구조 형식을 알고 있을 경우의 효율성을 보여 주는 작은 프로그램이 있습니다.

  using System;
  using System.Collections;
  using System.Collections.Generic;
  using System.Diagnostics;

  namespace GenericsExample {
    class Program {
      static void Main(string[] args) {
        //generic list
        List<int> ListGeneric = new List<int> { 5, 9, 1, 4 };
        //non-generic list
        ArrayList ListNonGeneric = new ArrayList { 5, 9, 1, 4 };
        // timer for generic list sort
        Stopwatch s = Stopwatch.StartNew();
        ListGeneric.Sort();
        s.Stop();
        Console.WriteLine($"Generic Sort: {ListGeneric}  \n Time taken: {s.Elapsed.TotalMilliseconds}ms");

        //timer for non-generic list sort
        Stopwatch s2 = Stopwatch.StartNew();
        ListNonGeneric.Sort();
        s2.Stop();
        Console.WriteLine($"Non-Generic Sort: {ListNonGeneric}  \n Time taken: {s2.Elapsed.TotalMilliseconds}ms");
        Console.ReadLine();
      }
    }
  }

이 프로그램은 다음과 비슷한 출력을 생성합니다.

Generic Sort: System.Collections.Generic.List`1[System.Int32]
 Time taken: 0.0034ms
Non-Generic Sort: System.Collections.ArrayList
 Time taken: 0.2592ms

여기서 알 수 있는 첫 번째 사항은 제네릭 목록의 정렬 속도가 제네릭이 아닌 목록보다 훨씬 빠르다는 것입니다. 제네릭 목록의 형식은 고유 형식([System.Int32])인 반면 제네릭이 아닌 목록의 형식은 일반 형식이라는 것도 발견했을 수 있습니다. 제네릭 List<int>의 형식이 Int32임을 런타임에서 알고 있으므로 메모리의 기본 정수 배열에 목록 요소를 저장할 수 있는 반면, 제네릭이 아닌 ArrayList는 각 목록 요소를 개체로 캐스트해야 합니다. 이 예제에 나와 있는 대로 추가 캐스트는 시간이 걸리며 목록 정렬 속도가 느려집니다.

런타임에서 제네릭 형식을 알고 있을 경우의 추가적인 이점은 향상된 디버깅 환경입니다. C#에서 제네릭을 디버그하는 경우 데이터 구조의 각 요소가 어떤 형식인지 알고 있습니다. 제네릭이 없었다면 각 요소의 형식을 알 수 없었을 것입니다.

참고 항목