プログラム言語 ジェネリック

using System.Collections.Generic

//Tは汎用的な型(命名は自由)
public class MyList<T>
{
　　T[] _list = new T[1000];
　　
　　public T this[int index]
　　{
　　　　get { return _list[index]; }
　　　　set { _list[index] = value; }
　　}
}

public void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
{
　　MyList<int> myList = new MyList<int>();
　　※T:intとしてインスタンスを作成
　　
　　for (var i = 0; i < 10; i++)
　　{
　　　　myList[i] = i;
　　　　※myList[i]にstring型の値を入れるとエラー
　　}
}

【テンプレート】
コンパイル時にコードを生成する機能
型だけが異なる大量のコードを生成する時等に役立つ。

ベクターについては「プログラム言語 配列・リスト/リスト(コレクション)」参照

#include <vector>
#include <string>

汎用的な型：Tを定義
template <typename T>
class Stack
{
private:
　　std::vector<T> stack_;
public:
　　void Push(T value);
　　T Pop();
　　bool IsEmpty();
};

template <typename T>
void Stack<T>::Push(T value)
{
　　this->stack_.push_back(value);
}

template <typename T>
T Stack<T>::Pop()
{
　　T value = this->stack_.back();
　　this->stack_.pop_back();
　　return value;
}

template <typename T>
bool Stack<T>::IsEmpty()
{
　　if (this->stack_.empty())
　　{
　　　　return true;
　　}
　　else
　　{
　　　　return false;
　　}
}

int main(array<System::String ^> ^args)
{
　　// インスタンス作成時に型を決められる

　　Stack<std::string> *myStack = new Stack<std::string>();
　　
　　bool myBool = myStack->IsEmpty();
　　// myBool：True
　　myStack->Push("A");
　　myStack->Push("B");
　　myStack->Push("C");
　　std::string myStr = myStack->Pop();
　　// myStr："C"
　　myBool = myStack->IsEmpty();
　　// myBool：False

　　return 0;
}

Imports System.Collections.Generic

Public Class MyList(Of T)
　　Dim _list(1000) As T
　　
　　Default Public Property list(ByVal index As Integer) As T
　　　　Get
　　　　　　Return _list(index)
　　　　End Get
　　　　Set(value As T)
　　　　　　_list(index) = value
　　　　End Set
　　End Property
End Class

Private Sub Form1_Load(sender As System.Object, e As System.EventArgs) Handles MyBase.Load
　　
　　Dim myList As New MyList(Of Integer)
　　※T:Integerとしてインスタンスを作成
　　
　　For i As Integer = 0 To 10 Step 1
　　　　myList(i) = i
　　　　※myList[i]にstring型の値を入れるとエラー
　　Next i
　　
End Sub

ジェネリッククラス
public class MyGeneric<T> {
　T t;
　public MyGeneric(T prmT){
　　this.t = prmT;
　}
　public T getT(){
　　return this.t;
　}
}
public class StudyMain {
　public static void main(String[] args) {

　　MyGeneric<String> m1 = new MyGeneric<String>("java");
　　String s = m1.getT();
　　MyGeneric<Integer> m2 = new MyGeneric<Integer>(100);
　　Integer i = m2.getT();
　}
}

---

ジェネリックメソッド
public class MyGeneric {
　public <T> T retT(T prmT){
　　T t = prmT;
　　return t;
　}
}

public class StudyMain {
　public static void main(String[] args) {

　　MyGeneric m1 = new MyGeneric();
　　String s = m1.retT("Java");
　　MyGeneric m2 = new MyGeneric();
　　int i = m2.retT(5);
　}
}

---

ジェネリックインターフェース
public interface MyInterface<T> {
　public T myMethod();
　public void myMethod(T t);
}

public class MyGeneric implements MyInterface<String> {
　@Override
　public String myMethod() {
　　return "Java";
　}
　@Override
　public void myMethod(String t) {
　　～
　}
}

public class StudyMain {
　public static void main(String[] args) {
　　MyGeneric m = new MyGeneric();
　　String s = m.myMethod();
　　m.myMethod("Java");
　}
}

static class MyClass<T>
{
　public static T myValue { get; set; }
　static MyClass()
　{
　　Console.WriteLine(@"初期化");
　}
}

MyClass<string>.myValue = @"aaa";
MyClass<int>.myValue = 100;
MyClass<string>.myValue = @"bbb";
Console.WriteLine(MyClass<string>.myValue);
Console.WriteLine(MyClass<int>.myValue);

→
初期化　※T=string時
初期化　※T=int時
bbb
100
※最初の使用時のみコンストラクタが実行される。

using System.Collections.Generic;

class Parent
{
　public string pFunc(string str) { return str; }
}

class Child : Parent { }

class Other {}

型(T)＝基本クラス
class Test<T> where T : Parent
{
　T obj;
　public Test(T o) { this.obj = o; }
　T はParent型。o はParentのインスタンス
　public void testFunc(string prm)
　{
　　string revStr = this.obj.pFunc(str: prm);
　　this.objはParentのインスタンスなので、Parentのメンバー関数を呼び出し可能
　　Console.WriteLine(revStr);
　}
}

class Program
{
　static void Main(string[] args)
　{
　　Parent p = new Parent();
　　Child c = new Child();
　　
　　Test<Parent> t1 = new Test<Parent>(o: p);
　　t1.testFunc(prm: @"aaa");
　　
　　基本クラス制約の型(クラス)は派生クラスでもOK
　　Test<Child> t2 = new Test<Child>(o: c);
　　t2.testFunc(prm: @"aaa");
　　
　　Other o = new Other();
　　Test<Other> t3 = new Test<Other>(o: o);
　　→コンパイルエラー：Parentを継承していないクラスを型パラメータとして指定できない
　　
　　Test<string> t3 = new Test<string>(o: @"aaa");
　　→コンパイルエラー：Parentを継承していないクラスを型パラメータとして指定できない
　}
}

public class MyGeneric<T extends Number> {
　public T myMethod() {
　　T t = null;
　　return t;
　}
　public void myMethod(T t) {
　　～
　}
}

public class StudyMain {
　public static void main(String[] args) {
　　MyGeneric<Integer> m1 = new MyGeneric<Integer>();
　　int i = m1.myMethod();
　　m1.myMethod(100);
　　m1.myMethod(5.5); →エラー

　　MyGeneric<Double> m2 = new MyGeneric<Double>();
　　Double d = m2.myMethod();
　　m2.myMethod(5.5);
　　m2.myMethod(100); →エラー

　　MyGeneric<String> m1 = new MyGeneric<String>(); →エラー
　}
}

ワイルドカード
public class X{
　public String toString(){
　　return "X";
　}
}

public class Y extends X{
　public String toString(){
　　return "Y";
　}
}

public class Main {

　list ＝ X、またはXの子クラス
　public static void method1(List<? extends X> list){

　　実行時まで型不明の為、型を指定したaddはコンパイルエラー
　　list.add(new X());　エラー
　　list.add(new Y());　エラー
　　System.out.println(list.get(0));
　}

　list ＝ Y、またはYの親クラス
　public static void method2(List<? super Y> list){
　　実行時まで型不明の為、型を指定したaddはコンパイルエラー
　　list.add(new X());　エラー
　　list.add(new Y());　YはOK
　　System.out.println(list.get(0));
　　System.out.println(list.get(1));
　}

　public static void main(String[] args) {
　　List<X> l1 = new ArrayList<>(); l1.add(new X());
　　List<Y> l2 = new ArrayList<>(); l2.add(new Y());

　　method1(l1);　→X
　　method1(l2);　→Y

　　method2(l1);　→X Y
　　method2(l2);　→Y Y
　}
}

using System.Collections.Generic;

interface IParent
{
　string pFunc(string str);
}

class Child : IParent{ }

class Other {}

型(T)＝インターフェイス
class Test<T> where T : IParent
{
　T obj;
　public Test(T o) { this.obj = o; }
　T はIParentを継承した型(クラス)。o はそのインスタンス
　public void testFunc(string prm)
　{
　　string revStr = this.obj.pFunc(str: prm);
　　this.objはIParentを継承したクラスのインスタンスなので、IParentのメンバー関数を呼び出し可能
　　Console.WriteLine(revStr);
　}
}

class Program
{
　static void Main(string[] args)
　{
　　Child c = new Child();
　　Test<Child> t1 = new Test<Child>(o: c);
　　t1.testFunc(prm: @"aaa");
　　
　　Other o = new Other();
　　Test<Other> t2 = new Test<Other>(o: o);
　　→コンパイルエラー：IParentを継承していないクラスを型パラメータとして指定できない
　　
　　Test<string> t3 = new Test<string>(o: @"aaa");
　　→コンパイルエラー：IParentを継承していないクラスを型パラメータとして指定できない
　}
}

class MyClass1
{
　public MyClass1(string prm){}
}

class MyClass2
{
　public MyClass2(){}
　public MyClass2(string prm){}
}

class Test<T> where T : new()
{
　public Test()
　{
　　T t = new T();
　　コンストラクタ制約があるのでジェネリック型(クラス)のインスタンスを作成できる。
　　制約が無ければコンパイルエラー
　}
}

static void Main(string[] args)
{
　Test<MyClass1> t1 = new Test<MyClass1>();
　MyClass1はデフォルトコンストラクタが定義されていないのでコンパイルエラー
　
　Test<MyClass2> t2 = new Test<MyClass2>();
　MyClass2はデフォルトコンストラクタがあるので多重定義があってもOK
}

Javaでは現時点の知識でジェネリッククラスをそのままnewする事はできない
newInstanceメソッドで代替する

public <T> T func(Class<T> clazz, String prm) {
　T t = null;
　try {
　　t = clazz.newInstance();
　　t.～ = prm
　} catch (InstantiationException e) {
　　～
　}
　return t;
}

class Test<T> where T : class
{
　T obj;
　public Test(T prm)
　{
　　this.obj = prm;
　}
}

static void Main(string[] args)
{
　Test<string> t = new Test<string>(prm: @"aaa");
　Test<string> t = new Test<string>(prm: null);
　Test<string> t = new Test<string>(prm: string.Empty);
　Test<MyClass> t = new Test<MyClass>(prm: new MyClass());
　Test<Test<string>> t = new Test<Test<string>>(prm: new Test<string>(prm: @"aaa"));

　↓ コンパイルエラー
　Test<int> t = new Test<int>(prm: 5);
　Test<bool> t = new Test<bool>(prm: true);
}

class Test<T> where T : struct
{
　T obj;
　public Test(T prm)
　{
　　this.obj = prm;
　}
}

struct MyStruct
{
　public int myInt;
}

class MyClass { }

static void Main(string[] args)
{
　Test<int> t = new Test<int>(prm: 5);
　Test<bool> t = new Test<bool>(prm: true);
　Test<MyStruct> t = new Test<MyStruct>(prm: new MyStruct() { myInt = 5 });
　
　↓ コンパイルエラー
　Test<string> t = new Test<string>(prm: string.Empty);
　Test<MyClass> t = new Test<MyClass>(prm: new MyClass());
}

(1)→(3)の順で記述
(1)参照型制約、値型制約、基本クラス制約
どれか１つだけ
(2)インターフェイス制約
(3)コンストラクタ制約

interface IMyInterface{}
class MyClass{}

○：class Test<T> where T : MyClass, new() { }
○：class Test<T> where T : class, IMyInterface, new() { }
×：class Test<T> where T : IMyInterface, MyClass, new() { } ※順序違反
×：class Test<T> where T : new(), MyClass, IMyInterface { } ※順序違反
×：class Test<T> where T : class, struct { } ※(1)重複違反

複数の型パラメーターに別の制約を付ける場合
class Test<T1, T2>
　where T1 : class
　where T2 : struct
{ }