楽しいJava入門　Generics

　地球上の人間の多くは、名前に姓と名を持っています。どちらも文字列ですね。では火星人の名前は、整数値二つで表されるとしましょう。同様に土星人は、実数値二つの名前とします。ここでこの二つの名前を構成する要素name1とname2を持つ、地球人も火星人も土星人も、どのオブジェクトも作れる、Personというクラスを考えましょう。name1とname2はどんな型で宣言すればいいでしょうか？

　文字列も整数値も実数値も表せる型とはなんでしょう。文字列はString、これがクラス型なので、整数値も基本データ型のintではなく、ラッパーのIntegerで考えましょう。同様に実数値はDouble型。String、Integer、Doubleのどのオブジェクトでも入れられる変数の型は、そう、一番の親方Objectしかありませんね。コンストラクタとgetter、setterのみだとこんな形になります。（Integer、Doubleについては、ライブラリ編2章をご覧ください。）

public class Person {
　　　private Object name1;
　　　private Object name2;

　　　public Person(Object name1, Object name2) {
　　　　　　this.name1 = name1;
　　　　　　this.name2 = name2;
　　　}

　　　public Object getName1() {
　　　　　　return name1;
　　　}

　　　public void setName1(Object name1) {
　　　　　　this.name1 = name1;
　　　}

　　　public Object getName2() {
　　　　　　return name2;
　　　}

　　　public void setName2(Object name2) {
　　　　　this.name2 = name2;
　　　}
}

上の3人のオブジェクトを作って、名前を出力してみましょう。

public class Main1 {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　　　Person x;
　　　　　　x = new Person("堅田", "安雄");
　　　　　　String xname1 = (String)x.getName1();
　　　　　　String xname2 = (String)x.getName2();
　　　　　　System.out.println(xname1 + " " + xname2);

　　　　　　Person y;
　　　　　　y = new Person(123, 78);
　　　　　　Integer yname1 = (Integer)y.getName1();
　　　　　　Integer yname2 = (Integer)y.getName2();
　　　　　　System.out.println(yname1 + " " + yname2);

　　　　　　Person z;
　　　　　　z = new Person(5.1, 0.3);
　　　　　　Double zname1 = (Double)z.getName1();
　　　　　　Double zname2 = (Double)z.getName2();
　　　　　　System.out.println(zname1 + " " + zname2);
　　　}
}

(注)コンストラクタの実引数に指定したint型の値は、Integerに自動的に変換され、Object型の仮引数に代入されます。double型についてもDouble型に変換され、仮引数に代入されます。また出力の内容は" "という文字列を含むので、＋による文字列の連結になり、+の前後はStringに変換されて連結されます。

　出力は次のようになります。

堅田安雄
123 78
5.1 0.3

　例えば変数yのオブジェクトのname1を取り出すy.getName1()の値は、Objectになります。（クラスPersonのgetName1の戻り値の型を見ましょう。）火星人のname1はIntegerなので、Integer型のyname1に代入しようとしましたが、このときObjectからIntegerへの型変換が必要になります。(Integer)の部分です。(String)や(Double)も同様です。めんどうですね。

　では火星人を作ろうとしてまちがってコンストラクタに文字列”太郎”を指定してしまった次の場合はどうなるでしょうか？

Person w;
w = new Person(33, "太郎");
Integer wname1 = (Integer)w.getName1();
Integer wname2 = (Integer)w.getName2(); // ここで実行時にエラー
System.out.println(wname1 + " " + wname2);

　name2の取り出しで、結果がStringになり、Integerへの型変換ができなくて実行時エラーになります。

　名前を構成する要素は、Stringのペア、Integerのペア、Doubleのペアのどれかのはずです。ところがクラスPersonの中で、Objectとして宣言されているため、片方がInteger、片方がStringのオブジェクトが作れてしまうのです。火星人「33 77」を作るつもりでうっかり「33 太郎」を作ってしまったのかもしれません。この段階でエラーメッセージは出ません。迷子の「33 太郎」ができてしまいました。あとでこれを火星人のつもりで扱うと実行時エラーになってしまうのです。こんなうっかりミスを防ぐ方法があります。ここからがJava5.0の新機能Genericsです。

　オブジェクト生成時、クラスPersonに対し型の指定ができるようにするのです。StringとかIntegerなどを指定してオブジェクトを生成できるようになったのです。クラスPersonは次のようになります。

public class Person<T> {
　　　private T name1;
　　　private T name2;

　　　public Person(T name1, T name2) {
　　　　　　this.name1 = name1;
　　　　　　this.name2 = name2;
　　　}

　　　public T getName1() {
　　　　　　return name1;
　　　}

　　　public void setName1(T name1) {
　　　　　　this.name1 = name1;
　　　}

　　　public T getName2() {
　　　　　　return name2;
　　　}

　　　public void setName2(T name2) {
　　　　　　this.name2 = name2;
　　　}
}

　クラス名の後ろの<T>のTに、型の名前を受け取ります。クラスの中に現れるTはすべて、指定された型の名前が当てはめられます。この「Ｔ」は、全体で統一されていれば別の名前でも構いません。
　ではオブジェクトの生成をしてみましょう。なお変数wの処理については、コンパイルエラーになるのでコメントにしてあります。

まず変数xはPerson<String>型になります。

　　　Person<String> x;

クラスPerson<T>のTにStringを当てはめて考えましょう。name1とname2の型は

　　　private String name1;
　　　private String name2;

となります。つまりPerson<String>は地球人用になるわけですね。
コンストラクタもTをStringに置き換えると、

　　　public Person(String name1, String name2) {
　　　　　　this.name1 = name1;
　　　　　　this.name2 = name2;
　　　}

となり、受け取る引数の値はString型になります。

　　　x = new Person<String>("堅田", "安雄");

　上で変数xには、地球人堅田安雄のオブジェクトが代入されます。コンストラクタには”堅田”と”安雄”というString型の値が渡されています。

　また名前の取り出しでも型変換が不要になります。

　　　String xname1 = x.getName1();　
　　　　　　　　　　　　　↑
　　　　　ここに(String)がいらなくなった

なぜならばgetterのTの部分もStringに置き換わっているので、戻り値がStringだからです。

　　　public String getName1() {
　　　　　　return name1;
　　　}

　変数yやzについても同様です。火星人のオブジェクトを作りたければ、クラスPerson<Integer>のオブジェクトをPerson<Integer>型の変数に代入すればいいです。土星人についても同様です。

　さあ、変数wを見てみましょう。Person<Integer>型として宣言しているので、ここには火星人のオブジェクトを代入しなければなりません。火星人を作るためのコンストラクタは

　　　public Person(Integer name1, Integer name2) {
　　　　　　this.name1 = name1;
　　　　　　this.name2 = name2;
　　　}

になるはずです。ところがこれを呼び出すのに、33と“太郎”を渡してしまいました。

　　　w = new Person<Integer>(33, "太郎");

“太郎”はString型なので,Integer型の仮引数name2に代入できずコンパイルエラーになります。かわいそうな迷子を作らなくてすみましたね。Person<String>、Person<Integer>、Person<Double>を使っている限り、地球人、火星人、土星人以外の迷子は作らずにすみます。

　火星人の名前は整数値二つですが、これを文字列として表すこともできます。そうすれば火星人は地球人に変身できますね。火星人を引数で受け取って、地球人にして返すメソッドを考えて見ましょう。引数の型はPerson <Integer>、戻り値の型はPerson<String>になります。次のようになるでしょう。x.getName1()はInteger型なので、toString()でStringに変換しています。x.getName2()についても同様。

　　　private static Person<String> getPersonFromInteger(Person<Integer> x) {
　　　　　　return new Person<String>(x.getName1().toString(), x.getName2().toString());
　　　}

　では変数yの火星人「123 78」を地球人に変身させ、変数aに代入しましょう。

　　　Person<String> a = getPersonFromInteger(y);

　最後に全部まとめておきます。クラスMain1では、変数wについての処理はコンパイルエラーになるので、コメントにしてあります。

［クラスPerson ］

［クラスMain1］

public class Main1 {
　　　public static void main(String[] args) {
　　　　　　Person<String> x;
　　　　　　x = new Person<String>("堅田", "安雄");
　　　　　　String xname1 = x.getName1();
　　　　　　String xname2 = x.getName2();
　　　　　　System.out.println(xname1 + " " + xname2);

　　　　　　Person<Integer> y;
　　　　　　y = new Person<Integer>(123, 78);
　　　　　　Integer yname1 = y.getName1();
　　　　　　　Integer yname2 = y.getName2();
　　　　　　System.out.println(yname1 + " " + yname2);

　　　　　　Person<Double> z;
　　　　　　z = new Person<Double>(5.1, 0.3);
　　　　　　Double zname1 = z.getName1();
　　　　　　Double zname2 = z.getName2();
　　　　　　System.out.println(zname1 + " " + zname2);

　　　　　　//Person<Integer> w;
　　　　　　//w = new Person<Integer>(33, "太郎"); ここでコンパイルエラー
　　　　　　//Integer wname1 = w.getName1();
　　　　　　//Integer wname2 = w.getName2();
　　　　　　//System.out.println(wname1 + " " + wname2);

　　　　　　Person<String> a = getPersonFromInteger(y);
　　　　　　System.out.println(a.getName1() + " " + a.getName2());

　　　　　　Person<String> b = getPersonFromDouble(z);
　　　　　　System.out.println(b.getName1() + " " + b.getName2());
　　　}

　　　private static Person<String> getPersonFromInteger(Person<Integer> x) {
　　　　　　return new Person<String>(x.getName1().toString(), x.getName2().toString());
　　　}

　　　private static Person<String> getPersonFromDouble(Person<Double> x) {
　　　　　　return new Person<String>(x.getName1().toString(), x.getName2().toString());
　　　}
}

　
　出力結果は次のようになります。右にどこの星の人かを記しておきます。

堅田安雄　　　←地球人
123 78　　　　 ←火星人
5.1 0.3　　　　←土星人
123 78　　　　 ←地球人
5.1 0.3　　　　←地球人