C#：ジェネリックサンプルコードについて

Question

前提・実現したいこと

MicroSoft Docsのジェネリックの概要　
https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/csharp/programming-guide/generics/introduction-to-generics
に記載されているサンプルコードを理解したい

発生している問題・エラーメッセージ

該当ページのサンプルコードのNodeクラスの下にある
private Node head;
が何を指し示しているのかがわかりません。
変数宣言だと思うのですが、なぜ入れ子のNodeが出てくるのでしょうか？
C#は初めて1年未満で、ここ最近ジェネリックを勉強し始めたレベルです。

該当のソースコード

public class GenericList<T> 
{
    private class Node
    {      
        public Node(T t)
        {
            next = null;
            data = t;
        }

        private Node next;
        public Node Next
        {
            get { return next; }
            set { next = value; }
        }
            
        private T data;
        public T Data  
        {
            get { return data; }
            set { data = value; }
        }
    }

    private Node head;
      
    public GenericList() 
    {
        head = null;
    }
   
    public void AddHead(T t) 
    {
        Node n = new Node(t);
        n.Next = head;
        head = n;
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        Node current = head;

        while (current != null)
        {
            yield return current.Data;
            current = current.Next;
        }
    }
}

試したこと

GenericListのコンストラクタで
head=1と書き換えたところ、先程のprivate Node head;
がprivate int head; になることは確認しました。
1=intでそこが書き換わるのはわかるのですが、nullだとNodeで宣言できるのはどうしてだろう？と悩んでいます。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Answer 1

こんにちは。

このコードにはGenericList<T>クラス内でNodeクラスを定義するNested typeが宣言されているので、これを折りたたんで隠してしまうと、ごくごく普通のクラス宣言でしかないように見えてきませんか？

// type parameter T in angle brackets
public class GenericList<T> 
{
    private Node head;
    
    // constructor
    public GenericList() 
    {
        head = null;
    }

    // T as method parameter type:
    public void AddHead(T t) 
    {
        Node n = new Node(t);
        n.Next = head;
        head = n;
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        Node current = head;

        while (current != null)
        {
            yield return current.Data;
            current = current.Next;
        }
    }
}

Comments

[YuMo_tea]

回答ありがとうございます。一旦閉じてみるのは予想外でした。とてもわかりやすく、助かります。

よろしければもう一つお尋ねしてもよろしいでしょうか？
private Node head;　がクラス宣言ということなのですが、クラス宣言の意味というものがいまいち掴みきれていません。
今はNested Type(入れ子)のNodeクラスは、折りたたんだ箇所で既に宣言と定義が済んでいるという認識です。
その認識なのでprivate Node head;　で普通のクラス宣言している、というのがわからないのです。すみません。

(いらない情報かもしれませんが、head に Node のプロパティとフィールドが入ることをステップ実行で確認しています。)

[tamoto]

いえいえいえいえ、`private Node head;` はプライベートフィールド変数の宣言です、入れ子クラス宣言はその上の`private class Node { ... }`のことです(回答に記載したコードはこれを隠した(削除した)ものです)
単に、`Node`という名前の「別の」クラスが存在していて、`GenericList<T>`の中にその`Node`を一つ入れるフィールド変数を用意した、というだけと考えてみてください。

[YuMo_tea]

再度回答ありがとうございます。

なるほど、そういうことだったのですね。すごく引っかかてしまった箇所なので、本当に助かりました。
初歩的な質問にもかかわらず、丁寧に解説していただきありがとうございました。

全て一括で見てしまう癖があるのでしっかり理解できるよう、頂いた回答を参考にしていきます。

Answer 2

private Node head;

が何を指し示しているのかがわかりません。

NodeはGenericListの__Generic__ではなくListのために用意されたものです。
Nodeインナークラスをなぜ作ったかを考えるにはまず、LinkedListのデータ構造を理解する必要があると思います。

GenericListのコンストラクタで

head=1と書き換えたところ、先程のprivate Node head;
がprivate int head; になることは確認しました。

    // constructor
    public GenericList() 
    {
        head = 1;
    }

こうしたということですか？エラーになりませんか？仮にhead = new Node(1);としても、private int headにはなりません。そうしたとしてもprivate Node headですし、間違っていますが、あえていえばNode<int> headです。
内包するものの型が何でも受けて、数珠つなぎができるように用意されたのが非ジェネリックなNodeクラスです

1=intでそこが書き換わるのはわかるのですが、nullだとNodeで宣言できるのはどうしてだろう？と考えてしまいます

headに何を代入しても、NodeはNode型のままで、Nodeは参照型(class)なのでdefault(Node)であるnullを代入可能です

Comments

[YuMo_tea]

回答ありがとうございます。
エラー部分の解説までしていただき助かりました。

02/08追記　LinkedList・双方向連結リストについても学習できるきっかけになりました。再度になりますが、ご回答ありがとうございました。