Typescript Generic

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타입스크립트와 리액트를 같이 사용할 때, 우리는 useState 훅을 아래와 같이 사용합니다.

const [name, setName] = useState<string>("지상렬");

뭔진 몰라도, 저 꺽쇠 괄호를 사용해서 state가 다룰 상태의 타입을 지정할 수가 있습니다. 사실 적지 않아도 알아서 추론해 주지만, 아무튼 name.split('')처럼 string 타입이 제공하는 메소드나 프로퍼티도 자동완성해주고, 아주 편하게 사용할 수 있습니다. 오늘은 저 꺽쇠괄호에 대해 알아볼거에요.

any 타입의 문제

아무튼 이번에 가져온 예제는 스택(Stack) 자료구조입니다. 그냥 대충 만들게요.

class Stack {
  arr: any[] = [];
  push(element: any) {
    this.arr.push(element);
    return this.arr.length;
  }
  pop() {
    return this.arr.pop();
  }
}

const stringStack = new Stack();
stringStack.push("크와앙");
console.log(stringStack.pop().slice());

const numberStack = new Stack();
numberStack.push(0);
console.log(numberStack.pop().slice()); // TypeError: numberStack.pop(...).slice is not a function

당연히 numberStack 부분에서 에러가 나지만, 이 문제를 코드를 실행하기 전까진 알 수 없습니다. Stack이 관리하는 것은 any 타입의 배열이니까요.

또 지금의 Stack에서는 배열에 들어가는 원소의 타입에 상관 없이 해당 타입에 대한 메소드의 자동완성을 전혀 지원해주지 못합니다. 왜냐하면 스택의 원소들은 any 타입이기 때문이죠.

이 문제들을 해결하기 위해 numberStack이 관리하는 값을 number[]처럼 타입을 지정해주면 되겠지만, 그럼 stringStack을 사용하기 위해 string[] 타입의 Stack을 별도로 선언해야만 합니다. 그냥 useState처럼 any여도 알아서 타입을 추론해 주면 안되는 걸까요? 알잘딱깔센 해주면 되잖아요.

위의 문제들은 any 타입의 사용을 지양해야 하는 이유이기도 한데요, 이를 해결하기 위해 타입스크립트에서는 **제네릭(Generic)**의 개념을 지원합니다.

제네릭이란?

#제네릭은 다른 프로그래밍 언어(자바, C# 등)에서 사용되는 개념입니다. 자바를 위한 튜토리얼이긴 하지만, TCPSchool에 개념 설명이 잘 되어 있어 가져왔습니다.

자바에서 제네릭(generic)이란 데이터의 타입(data type)을 일반화한다(generalize)는 것을 의미합니다.

제네릭은 클래스나 메소드에서 사용할 내부 데이터 타입을 컴파일 시에 미리 지정하는 방법입니다.

이렇게 컴파일 시에 미리 타입 검사(type check)를 수행하면 다음과 같은 장점을 가집니다.

  1. 클래스나 메소드 내부에서 사용되는 객체의 타입 안정성을 높일 수 있습니다.
  2. 반환값에 대한 타입 변환 및 타입 검사에 들어가는 노력을 줄일 수 있습니다.

Java - 제네릭의 개념, TCPSchool.com

즉 제네릭은 우리가 여러 타입에 활용할 수 있는 함수나 클래스를 사용할 때 ‘이번에는 이런 타입을 사용할거야’라고 알려줄 수 있는 수단인 셈입니다. 그리고 맨 앞에서 들었던 useState 예시에 나온 꺽쇠가 바로 제네릭입니다.

사용해 보자

제네릭은 다음과 같은 형태로 사용합니다.

function 대충_함수이름<T>(arg: T) {
  // ...
}
대충_함수이름<string>("아잉"); // T = string

제네릭에 사용되는 타입명인 T는 아무 문자열로 대체 가능합니다. 한글로도 되고, 대소문자 상관 없지만 보통 T로 시작해서 알파벳 순으로 U, V…로 사용하는 것이 관행이에요. 이렇게 되면 새로운 타입의 인자를 사용할 때 마다 같은 함수를 다시 선언해야 할 필요도 없고, IDE의 자동완성 기능도 아주 잘 작동할 것입니다.

그럼 이를 이용해 앞서 만들었던 스택 클래스를 개선해 보겠습니다.

class Stack<T> {
  arr: T[] = [];

  push(element: T) {
    this.arr.push(element);
    return this.arr.length;
  }
  pop() {
    return this.arr.pop();
  }
}

const stringStack = new Stack<string>();
stringStack.push("크와앙");
console.log(stringStack.pop()?.slice());
const numberStack = new Stack<number>();
numberStack.push(0);
console.log(numberStack.pop()?.slice()); // Property 'slice' does not exist on type 'number'.

제대로 자동완성도 지원하고, numberStack의 slice 역시 실행 전에 오류를 표시해 줍니다. 또 Array.pop() 함수가 undefined를 반환할 수 있기 때문에 오류를 뱉어 옵셔널 체이닝을 붙여 주었습니다. 이제 런타임에서 오류가 발생할 일은 없겠네요.

더 써 보자

제네릭은 이게 끝일까요? 다음 사례를 통해 더 고민해봅시다.

string과 Array는 length 공통적으로 프로퍼티를 갖습니다. 이렇게 타입은 다르지만 length 프로퍼티를 갖는 타입만을 인자로 받고 싶을 때는 어떻게 해야 할까요? 이를 위해서는 제네릭과 함께 extends 구문을 사용해야 합니다.

interface hasLength {
  length: number;
}

function getLength<T extends hasLength>(stringOrArray: T) {
  return stringOrArray.length;
}

console.log(getLength([1, 2]));
console.log(getLength("12"));
console.log(getLength(1)); // Argument of type 'number' is not assignable to parameter of type 'hasLength'.

이런 식으로 함수를 구성하면 제네릭 타입 T는 hasLength의 특성을 갖는 타입만이 인자로 통과될 수 있습니다.

더… 더 써보자

조금 더 깊이 들어가 보겠습니다. length 프로퍼티를 갖는 타입의 스택에서 마지막 요소의 길이를 반환하는 함수를 만들어 보겠습니다.

function getLengthOfLastElement<T extends Stack<U>, U extends hasLength>(
  stack: T
) {
  const element = stack.pop();
  if (!element) return;
  stack.push(element);
  return element.length;
}

const stringStack = new Stack<string>();
stringStack.push("크와앙");
getLengthOfLastElement(stringStack); // 3

const numberStack = new Stack<number>();
numberStack.push(1);
getLengthOfLastElement(numberStack); // TypeError

위와 같이 제네릭을 이용해 선언된 타입이 사용하는 제네릭 타입을 다시 참조하는 것이 가능합니다.

Refs.

코딩교육 티씨피스쿨
제네릭 클래스 및 메서드
Documentation - Generics
제네릭 | 타입스크립트 핸드북