Java ジェネリクス

このチュートリアルでは、Javaの汎用型、汎用クラスとメソッドの作成方法、その利点について例を通じて学びます。

Javaでは、泛型異なるタイプのオブジェクト（データ）と一緒に使用できるクラス、インターフェース、メソッドを作成するのに役立ちます。したがって、コードの再利用を可能にします。

注意：泛型汎用型は基本データ型（int、float、charなど）には適用できません。

Javaの汎用型の使い方

Javaでどう使うかを理解するために泛型、ArrayListJava集合フレームワークのクラスを使用できます。

ArrayListクラスは汎用クラスの1つの例です。どんなデータ型のデータもArrayListで格納できます。例えば

import　java.util.ArrayList;
class Main {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　　　//Integerデータを格納するための配列リストを作成します
　　　　　　ArrayList<Integer>　list1　=　new　ArrayList<>();
　　　　　　list1.add(4);
　　　　　　list1.add(5);
　　　　　　System.out.println("ArrayList　of　Integer:　")　+　list1);
　　　　　　//Stringデータを格納するための配列リストを作成します
　　　　　　ArrayList<String>　list2　=　new　ArrayList<>();
　　　　　　list2.add("Four");
　　　　　　list2.add("Five");
　　　　　　System.out.println("ArrayList　of　String:　")　+　list2);
　　　　　　//Doubleデータを格納するための配列リストを作成します
　　　　　　ArrayList<Double>　list3　=　new　ArrayList<>();
　　　　　　list3.add(4.5);
　　　　　　list3.add(6.5);
　　　　　　System.out.println("ArrayList　of　Double:　"　+　list3);
　　　}
}

输出结果

ArrayList　of　Integer:　[4,　5]
ArrayList　of　String:　[Four,　Five]
ArrayList　of　Double:　　[4.5,　6.5]

上の例では、Integer、String、Doubleのデータ型の要素を格納するために同じArrayListクラスを使用しました。なぜなら、Javaの汎用、これは可能です。

ここに注意してください、

ArrayList<Integer>　list1　=　new　ArrayList<>();

ここで、尖括号<>にはIntegerを使用しました。尖括号<>は汎用における型引数.

パラメータtypeは、汎用クラスやメソッドがどのオブジェクト（データ）の種類に適用されるかを指定します。

汎用クラスの作成

Javaで汎用の動作方法を知った今、自分自身の汎用クラスを作成する方法を見てみましょう。

例：汎用クラスの作成

class Main {
　　public static void main(String[] args) {
　　　　//整数データで汎用クラスを初期化します
　　　　GenericsClass<Integer>　intObj　=　new　GenericsClass<>(5);
　　　　System.out.println("汎用クラスは返します:　"　+　intObj.getData());
　　　　//文字データで汎用クラスを初期化します
　　　　GenericsClass<String>　stringObj　=　new　GenericsClass<>("Java　Programming");
　　　　System.out.println("汎用クラスは返します:　"　+　stringObj.getData());
　　}
}
class　GenericsClass<T>　{
　　//T型変数
　　private　T　data;
　　public　GenericsClass(T　data)　{
　　　　this.data　=　data;
　　}
　　//T型変数を返すメソッド
　　public　T　getData()　{
　　　　return　this.data;
　　}
}

输出结果

汎用クラスは返します:　5
汎用クラスは返します:　Java　プログラミング

上の例では、GenericsClassという名前の汎用クラスを作成しました。このクラスはどんなデータの種類でも処理できます。

class　GenericsClass<T>　{...

ここでは、Tを表します型引数Mainクラス内部で、intObjとstringObjという名前のGenericsClassオブジェクトを作成しました。

• 在创建intObj时，类型参数T被Integer替换。这意味着intObj使用GenericsClass处理整数数据。

• 在创建stringObj时，类型参数T被String替换。 这意味着stringObj使用GenericsClass处理字符串数据。

创建泛型方法

与泛型类相似，我们还可以在Java中创建自己的泛型方法。

例：创建泛型方法

class Main {
　　public static void main(String[] args) {
　　　　//使用Integer数据初始化类
　　　　DemoClass demo = new DemoClass();
　　　　demo.<String>genericsMethod("Java Programming");
　　}
}
class DemoClass {
　　//泛型方法
　　public <T> void genericsMethod(T data) {
　　　　System.out.println("这是一个泛型方法。");
　　　　System.out.println("传递给方法的数据是 "　+　data);
　　}
}

输出结果

这是一个泛型方法。
传递给方法的数据是: Java Programming

在上面的示例中，我们创建了一个在普通类(DemoClass)内部命名的泛型方法genericsMethod。

public <T> void genericMethod(T data) {...}

在此，将类型参数<T>插入到修饰符(public)之后和返回类型(void)之前。

我们可以通过将实际类型<String>放在方法名前面的括号中来调用泛型方法。

demo.<String>genericMethod("Java Programming");

注意：在大多数情况下，我们可以在调用泛型方法时省略type参数。这是因为编译器可以使用传递给方法的值来匹配类型参数。例如，

demo.genericsMethod("Java Programming");

有界型

通常，typeパラメータ可以接受任何数据类型（原始类型除外）。但是，如果我们只想将泛型用于某些特定类型（例如接受数字类型的数据），则可以使用有界类型。

我们使用extends关键字。例如，

<T extends A>

这意味着T只能接受A的子类型的数据。

例：有界类型

class GenericsClass<T extends Number> {
　　public void display() {}}
　　　　System.out.println("This is a bounded type generics class.");
　　}
}
class Main {
　　public static void main(String[] args) {
　　　　//GenericsClassオブジェクトを作成します
　　　　GenericsClass<String> obj = new GenericsClass<>();
　　}
}

上記の例では、以下を作成しました有界型の泛型クラス。ここでは、以下の式に注意してください

<T extends Number>

これはTがNumberのサブタイプデータタイプ（Integer、Doubleなど）のみを使用できることを意味します。

しかし、私たちはStringで泛型クラスのオブジェクトを作成していました。そのため、プログラムを実行すると、以下のようなエラーが発生します。

GenericsClass<String> obj = new GenericsClass<>();
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　^
　　　　reason: inference variable T has incompatible bounds
　　　　　　equality constraints: String
　　　　　　lower bounds: Number
　　where Tは型-変数:
　　　　class GenericsClassで宣言されたT extends Number

Javaの泛型の利点

1.コードの再利用性

泛型異なるデータタイプに適用できるコードを書くことができます。例えば、

public <T> void genericsMethod(T data) {...}

ここでは、泛型メソッドを作成しました。このメソッドは整数データ、文字列データなどに対して操作を実行するために使用できます。

2.コンパイル時の型チェック

泛型のtypeパラメータ泛型コードで使用されるデータタイプに関する情報を提供します。

そのため、コンパイル時にエラーを検出することができ、ランタイムエラーよりも簡単に修正できます。例えば、

//泛型を使用していません
NormalClass list = new NormalClass();
//NormalClassのメソッドを呼び出します
list.display("String");

上記のコードでは、普通のクラスがあります。このクラスのdisplay()メソッドに文字列データを渡して呼び出します。

ここでは、コンパイラはパラメータに渡された値が正しいかどうかを知りません。しかし、泛型クラスを使用してみるとどうなるかを見てみましょう。

//ジェネリクスの使用
GenericsClass<Integer>　list　=　new　GenericsClass<>();
//GenericsClassのメソッドを呼び出します
list2.display("String");
上記のコードでは、ジェネリクスクラスがあります。ここでは、タイプパラメータはこのクラスがIntegerデータを処理していることを示しています。
したがって、文字列データが引数として渡された場合、コンパイラはエラーを生成します。

3.ジェネリクスとコレクションを一緒に使用

コレクションフレームワークはJavaのジェネリクス概念を使用しています。例えば、

//　文字列型のArrayListを作成します
ArrayList<String>　list1　=　new　ArrayList<>();
//　整数型のArrayListを作成します
ArrayList<Integer>　list2　=　new　ArrayList<>();

上記の例では、異なるデータタイプを処理するために同じArrayListクラスを使用しました。

ArrayListと同様に、他のコレクション（LinkedList、Queue、Mapsなど）もJavaのジェネリクスです。