[C#] 제네릭(Generic)

C#의 제네릭(Generic)

1. 개념 요약

제네릭(Generic) 은 클래스, 구조체, 인터페이스, 메서드 등에 대해 타입을 매개변수로 일반화(generalize) 하여 컴파일 타임에 타입을 지정할 수 있도록 하는 기능이다.

public class List<T>
{
    public void Add(T item) { /* ... */ }
}

여기서 T는 타입 매개변수(Type Parameter) 로, 컴파일 시점에 실제 타입으로 대체된다.

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2. 제네릭의 핵심 목적

목적	설명
타입 안정성	컴파일 시점에 타입 오류를 검출함 (object 기반 컬렉션과 비교)
재사용성	다양한 타입에 대해 하나의 코드로 동작하도록 구현 가능
성능 향상	박싱/언박싱(특히 값 타입)에 의한 런타임 오버헤드 제거
가독성 및 유지보수	반복 코드 제거 → 코드 중복 최소화, 유지보수성 향상

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3. 사용 가능한 대상

대상	예시
클래스	public class Stack<T> {}
구조체	public struct Pair<T1, T2> {}
인터페이스	interface IRepository<T> {}
메서드	public T Max<T>(T a, T b)
델리게이트	public delegate void Action<T>()

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4. 사용 예시

클래스

public class Repository<T>
{
    private List<T> items = new List<T>();
    public void Add(T item) => items.Add(item);
    public T Get(int index) => items[index];
}

메서드

public static T Max<T>(T a, T b) where T : IComparable<T>
{
    return a.CompareTo(b) > 0 ? a : b;
}

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5. 제네릭 제약 조건 (Constraints)

주요 제약 키워드

키워드	설명
where T : class	참조형만 허용
where T : struct	값형만 허용
where T : new()	매개변수 없는 생성자 필요
where T : BaseClass	특정 클래스 또는 인터페이스 상속 필요
where T : interface	특정 인터페이스 구현 필요

예시

public class Factory<T> where T : new()
{
    public T Create() => new T();
}

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6. 런타임 vs 컴파일타임 제네릭

• C#의 제네릭은 CLR 수준에서 구현된 정적 제네릭
• 값 타입 T마다 별도 코드 생성됨 (JIT specialization)
• 참조 타입 T는 공통 IL 코드 공유
• Java와 달리 C#은 리화 타입(reified types) 지원

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7. 제네릭의 응용

제네릭 인터페이스 기반 DI 설계

public interface IRepository<T>
{
    void Add(T item);
    T GetById(int id);
}

제네릭 메서드와 타입 추론

public T Echo<T>(T value)
{
    return value;
}

var result = Echo("hello"); // 컴파일러가 T를 string으로 추론

제네릭 Delegate/Action/Func

Func<int, string> intToString = x => x.ToString();
Action<MyType> print = t => Console.WriteLine(t);

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8. 주의점

주의 사항	설명
런타임 타입 정보가 제한적	typeof(T)는 가능하지만, T의 멤버에 접근하려면 리플렉션 필요
제네릭 타입 파라미터는 static 멤버 공유 불가	static 필드는 타입별로 개별 생성됨
박싱/언박싱 줄일 수 있지만 참조 타입엔 영향 없음	List도 내부적으로는 참조 배열

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9. 결론 요약

• C#의 제네릭은 컴파일 타임 타입 안전성, 재사용성, 성능 최적화를 위한 핵심 기능
• T, T1, T2, TKey, TValue 등의 타입 파라미터를 통해 범용 코드를 정의할 수 있음
• 제약 조건(where)을 통해 타입에 대한 요구사항을 명시할 수 있음
• 실무에서는 컬렉션, DI 패턴, 유틸리티 메서드, 서비스 추상화 등 다양한 곳에 활용됨
• C#의 제네릭은 리화 타입 기반으로 값 타입에서도 박싱 없이 최적화됨