[C#] 다양한 데이터 형식을 처리하는 일반화 프로그래밍

이 글에서는 일반화 프로그래밍의 개념에 대해서 이해하고, 일반화 메서드와 클래스의 사용 방법을 정리한다. 또한, List, Queue, Stack, Dictionary 일반화 컬렉션의 종류도 함께 정리하였다.

 

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일반화 프로그래밍이란?

• 일반화 프로그래밍은 특정한 개념에서 공통된 개념을 찾아내는 것을 의미
• 즉, 한가지 코드를 다양한 데이터 형식에 활용
• 여러 개의 타입을 오버로딩하지 않고, 하나의 제네릭 형식 <T>를 사용하여 모든 타입을 지원

 

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일반화 메소드를 작성하고 사용하는 방법

• 구체적인 형식 int, string 이름 대신 형식 매개변수<T> 가 들어간다.
• 형식 매개변수 <T>는 컴파일 단계에서 실제 데이터 형식으로 변환
• 사용법은 메소드 이름 뒤에 형식 매개변수 이름을 붙인다.

void CopyArray(T[] source, T[] target)
{
	for(int i =0; i < source.Length; i++)
    	target[i] = source[i];
}

 

 

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예제 일반화 메소드

namespace CopyingArray
{
    internal class Program
    {

        static void CopyArray<T>(T[] source, T[] target)
        {
            for (int i = 0; i< source.Length; i++)
            {
                target[i] = source[i];
            }
        }
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] source = { 1, 2, 3, 4, 5 }; // 원본 데이터
            int[] target = new int[source.Length]; // 복사해서 넣을 대상 배열


            CopyArray<int>(source, target); // CopyArray() 호출

            foreach (int element in target)
                Console.WriteLine(element);

        }
    }
}

• CopyArray<int>(source, target): <int>에 실제데이터 형식을 입력하면 int 데이터 형식으로 컴파일

 

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일반화 클래스를 작성하고 사용하는 방법

• 데이터 형식을 일반화한 클래스
• 형식 매개변수가 있는 것을 제외하면 보통의 클래스와 같다.
•  Array_Generic 클래스 형식 매개변수  T는 객체 생성 시 입력받은 형식으로 치환되어 컴파일

class 클래스_이름 <형식_매개변수>
{
		//...
}

class Array_Generic<T>
{
    Private T[] array;
    Public T GetElement(int index) {return array[index]}
}

// 클래스 사용

Array_Generic<int> intArr = new Array_Generic<int>();
Array_Generic<double> dblArr = new Array_Generic<double>();

 

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.NET에서 제공하는 일반화 컬렉션 종류와 사용 방법

• 일반화 컬렉션은 일반화에 기반해서 만들어졌기 때문에 컴파일할때 컬렉션에서 사용할 형식이 결정되고, 쓸데없는 형식 변환을 하지않는다. 
• SyStem.Collections.Generic 네임스페이스는 다양한 컬렉션 클래스를 담고 있지만 다음 네가지 클래스만 정리
  • List<T> → ArrayList
  • Queue<T>
  • Stack<T>
  • Dictionary<TKey, TValue> → Hashtable

 

 

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List<T>

• List<T>는 ArrayList와 유사한 기능을 제공
• List<T>는 인스턴스 생성 시 형식 매개변수를 지정
• 지정한 형식의 데이터만 리스트에 추가 가능, 이를 통해 타입 안전성을 보장
• 반면, ArrayList는 모든 타입의 데이터를 허용, 따라서, 타입 안전성이 부족할수 있음.

 

namespace UsingGenericList
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 제네릭 리스트 선언
            List<int> list = new List<int>();
            for (int i = 0; i < 5; i++)
                list.Add(i);

            foreach (int element in list)
                Console.Write($"{element} ");
            Console.WriteLine();

            list.Remove(2);

            foreach (int element in list)
                Console.Write($"{element} ");
            Console.WriteLine();

            list.Insert(2, 2);

            foreach (int element in list)
                Console.Write($"{element} ");
            Console.WriteLine();
            
        }
    }
}

 

 

 

 

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Queue<T>

• Queue<T>는 비일반화 클래스인 Queue와 동일한 기능을 제공
• Queue<T> 클래스는 FIFO(선입선출) 방식으로 데이터를 처리하는 제네릭 클래스
• new Queue<int>()는 새로운 Queue<int> 인스턴스를 생성하여 queue 변수에 할당
• Enqueue 메서드를 사용해 큐에 정수 1부터 5까지 순서대로 추가
• while 루프와 Dequeue 메서드를 사용해 큐에서 요소를 하나씩 제거하고 출력

namespace UsingGenericQueue
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            Queue<int> queue = new Queue<int>();

            queue.Enqueue(1);
            queue.Enqueue(2);
            queue.Enqueue(3);
            queue.Enqueue(4);
            queue.Enqueue(5);
        
            while(queue.Count > 0)
                Console.WriteLine(queue.Dequeue());

        }
    }
}

 

 

 

 

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Stack<T>

• Stack<int> 타입의 제네릭 스택을 생성
• stack과 차이점은 형식 매개변수를 사용한다는 것
• 스택은 LIFO(Last-In-First-Out) 원칙에 따라 마지막에 추가된 요소가 먼저 제거

namespace UsingGenericStack
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {

            Stack<int> stack = new Stack<int>();
            stack.Push(1);
            stack.Push(2);
            stack.Push(3);
            stack.Push(4);
            stack.Push(5);

            while (stack.Count > 0)
                Console.WriteLine(stack.Pop());
        }
    }
}

 

 

 

 

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Dictionary<TKey, TValue>

• Hashtable의 일반화 버전
• Tkey, TValye 형식 매개변수 2개 

namespace UsingDictionary
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Dictionary<string, string> dic = new Dictionary<string, string>();
            dic["하나"] = "one";
            dic["둘"] = "two";

            Console.WriteLine(dic["하나"]);
            Console.WriteLine(dic["둘"]);

        }
    }
}

 

 

 

 

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