Java ジェネリックス


Java ジェネリック (ジェネリック) は、JDK 5 で導入された新機能です。ジェネリックは、コンパイル時の型安全性検出メカニズムを提供し、プログラマがコンパイル時に不正な型を検出できるようにします。


ジェネリックの本質はパラメータ化された型であり、これは、操作されるデータ型がパラメータとして指定されることを意味します。

このような要件があるとします。整数配列、文字列配列、またはその他の種類の配列を並べ替えることができる並べ替えメソッドを作成する方法を教えてください。

答えは、Java Genericsを使用できることです。

Java ジェネリックの概念を使用して、オブジェクトの配列を並べ替えるジェネリック メソッドを作成できます。次に、この汎用メソッドを呼び出して、整数の配列、浮動小数点数の配列、文字列の配列などを並べ替えます。


ジェネリックメソッド

呼び出されたときにさまざまなタイプのパラメータを受け取ることができるジェネリックメソッドを作成できます。ジェネリック メソッドに渡されるパラメーターの型に応じて、コンパイラーは各メソッド呼び出しを適切に処理します。

ジェネリック メソッドを定義するための規則は次のとおりです:

  • すべてのジェネリック メソッド宣言には、メソッドの戻り値の型の前に型パラメーター宣言部分 (山括弧で区切られています) があります (以下の例では <E>)。

  • 各型パラメーター宣言部分には、コンマで区切られた 1 つ以上の型パラメーターが含まれます。ジェネリック パラメーターは型変数とも呼ばれ、ジェネリック型の名前を指定する識別子です。

  • 型パラメーターは戻り値の型を宣言するために使用でき、ジェネリック メソッドによって取得される実際のパラメーター型のプレースホルダーとして機能します。

  • ジェネリック メソッド本体の宣言は、他のメソッドの宣言と同じです。型パラメーターは参照型のみを表すことができ、プリミティブ型 (int、double、char など) は表すことができないことに注意してください。

次の例は、汎用メソッドを使用して異なる文字列の要素を出力する方法を示しています:

public class GenericMethodTest
{
   // 泛型方法 printArray                         
   public static < E > void printArray( E[] inputArray )
   {
      // 输出数组元素            
         for ( E element : inputArray ){        
            System.out.printf( "%s ", element );
         }
         System.out.println();
    }

    public static void main( String args[] )
    {
        // 创建不同类型数组: Integer, Double 和 Character
        Integer[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 };
        Double[] doubleArray = { 1.1, 2.2, 3.3, 4.4 };
        Character[] charArray = { 'H', 'E', 'L', 'L', 'O' };

        System.out.println( "整型数组元素为:" );
        printArray( intArray  ); // 传递一个整型数组

        System.out.println( "\n双精度型数组元素为:" );
        printArray( doubleArray ); // 传递一个双精度型数组

        System.out.println( "\n字符型数组元素为:" );
        printArray( charArray ); // 传递一个字符型数组
    } 
}

上記のコードをコンパイルすると、実行結果は次のようになります:

整型数组元素为:
1 2 3 4 5 

双精度型数组元素为:
1.1 2.2 3.3 4.4 

字符型数组元素为:
H E L L O

有界型パラメータ:

場合によっては、型パラメーターに渡すことができる型の範囲を制限したい場合があります。たとえば、数値を操作するメソッドは、Number のインスタンスまたは Number のサブクラスのみを受け入れたい場合があります。それが有界型パラメータの目的です。

有界型パラメーターを宣言するには、まず型パラメーターの名前をリストし、次に extends キーワード、最後にその上限を続けます。

次の例は、「拡張」(クラス) または「実装」(インターフェース) を意味する一般的な意味で「拡張」がどのように使用されるかを示しています。この例のジェネリック メソッドは、3 つの比較可能なオブジェクトの最大値を返します。

public class MaximumTest
{
   // 比较三个值并返回最大值
   public static <T extends Comparable<T>> T maximum(T x, T y, T z)
   {                     
      T max = x; // 假设x是初始最大值
      if ( y.compareTo( max ) > 0 ){
         max = y; //y 更大
      }
      if ( z.compareTo( max ) > 0 ){
         max = z; // 现在 z 更大           
      }
      return max; // 返回最大对象
   }
   public static void main( String args[] )
   {
      System.out.printf( "%d, %d 和 %d 中最大的数为 %d\n\n",
                   3, 4, 5, maximum( 3, 4, 5 ) );
 
      System.out.printf( "%.1f, %.1f 和 %.1f 中最大的数为 %.1f\n\n",
                   6.6, 8.8, 7.7, maximum( 6.6, 8.8, 7.7 ) );
 
      System.out.printf( "%s, %s 和 %s 中最大的数为 %s\n","pear",
         "apple", "orange", maximum( "pear", "apple", "orange" ) );
   }
}

上記のコードをコンパイルすると、実行結果は次のようになります:

3, 4 和 5 中最大的数为 5

6.6, 8.8 和 7.7 中最大的数为 8.8

pear, apple 和 orange 中最大的数为 pear

ジェネリック クラス

ジェネリック クラスの宣言は、クラス名の後に型パラメーター宣言部分が追加される点を除いて、非ジェネリック クラスの宣言と似ています。

ジェネリック メソッドと同様に、ジェネリック クラスの型パラメーター宣言部分にも、カンマで区切られた 1 つ以上の型パラメーターが含まれます。ジェネリック パラメーターは型変数とも呼ばれ、ジェネリック型の名前を指定する識別子です。これらのクラスは 1 つ以上のパラメーターを受け入れるため、パラメーター化されたクラスまたはパラメーター化された型と呼ばれます。

次の例は、ジェネリック クラスを定義する方法を示しています:

public class Box<T> {
   
  private T t;

  public void add(T t) {
    this.t = t;
  }

  public T get() {
    return t;
  }

  public static void main(String[] args) {
    Box<Integer> integerBox = new Box<Integer>();
    Box<String> stringBox = new Box<String>();

    integerBox.add(new Integer(10));
    stringBox.add(new String("php中文网"));

    System.out.printf("整型值为 :%d\n\n", integerBox.get());
    System.out.printf("字符串为 :%s\n", stringBox.get());
  }
}

上記のコードをコンパイルすると、実行結果は次のようになります:

整型值为 :10

字符串为 :php中文网