ジェネリクスについて

Question

API仕様書で、
以下のような記述を見かけますが、
ここで指定されているジェネリクスがどういう意味を表しているのかがわかりません。

例）java.util.stream.Collectorsの中のメソッド

public static <T,K,U> Collector<T,?,Map<K,U>> toMap(Function<? super T,? extends K> keyMapper,
Function<? super T,? extends U> valueMapper)

・戻り値の型として、Collector<T,?,Map<K,U>>とあるが、その前についている
<T,K,U>は何なのか。
・<T,?,Map<K,U>>や、<? super T,? extends K>などで、複数の型が
指定されているが、これはそれぞれの型のいずれかに限定されるということなのか。

ジェネリクスに対する理解は、
例えば「リスト内で扱うオブジェクトの型をパラメータとして指定できる機能」くらいのレベルしかありません。
もしかしたら程度の低い質問かもしれませんが、ご教授いただけると助かります。

Answer 1

<T,K,U>は、そのメソッドの中で使うジェネリック型のリストです。staticメソッドの場合は、インスタンスによるジェネリック型の指定が無いので、メソッド単位に指定する必要があります。

このメソッドでは異なる3種類の型が必要になっていて、それぞれ

• 元々のコレクション（ストリーム）の要素であるT
• グループ化した後のマップのキーであるK
• 同じくマップの値であるU

になります。

以下の例を見てください。

// import java.util.Map;
// import java.util.function.Function;
// import java.util.stream.*;

Function<String, String> keyMapper = x -> x;
Function<String, String> valueMapper = String::toUpperCase;
Stream<String> stream = Stream.of("apple", "banana", "armond", "citrus", "cherry");
Map<String, String> a = stream.collect(Collectors.toMap(keyMapper, valueMapper));
System.out.println(a);
// => {banana=BANANA, cherry=CHERRY, apple=APPLE, armond=ARMOND, citrus=CITRUS}

元のコレクションの要素はString、つまりStream<String>です。
keyMapperは、StringをStringに変換する関数、つまりFunction<String, String>です。
valueMapperは、StringをStringに変換する関数、つまりFunction<String, String>です。
変換する関数は、型は同じですが内容は変換してもしなくても動作します。実際、この例ではキーの方は何も変換していません。

この場合は、コレクションの要素も、マップのキーも値も、すべてがStringなので、<T,K,U>はすべてStringになります。

今度はジェネリック型が異なる例です。
あまり良い例ではありませんが、TをInteger、KをString、UをListにしたパターンです。

// import java.util.Map;
// import java.util.function.Function;
// import java.util.stream.*;

Function<Integer, String> keyMapper = x -> "key-" + x;
Function<Integer, List<Integer>> valueMapper = x -> Arrays.asList(x);
Stream<Integer> stream = Stream.of(1, 2, 3, 4); // オートボクシング
Map<String, List<Integer>> a = stream.collect(Collectors.toMap(keyMapper, valueMapper));
System.out.println(a);
// => {key-1=[1], key-4=[4], key-3=[3], key-2=[2]}

（※実際のコレクション要素の型はintですが、オートボクシングでIntegerになっています。ここでは説明のためにあえてオートボクシングを使っていますが、intのストリームを扱う場合はIntStreamを使ったほうが良いです。）

元のコレクションの要素はInteger、つまりStream<Integer>です。
keyMapperは、IntegerをStringに変換する関数、つまりFunction<Integer, String>です。
valueMapperは、IntegerをList<Integer>に変換する関数、つまりFunction<Integer, List<Integer>>です。

このように、異なる3種類の型が必要なことが分かります。

参考リンク：

java.util.stream.Collectors - Java SE 8 API ドキュメント
https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/util/stream/Collectors.html#toMap-java.util.function.Function-java.util.function.Function-

Comments

[meh1r0]

すいません。
isseiさんからのご回答後、API仕様書をよく見たら、
Collector<T,?,Map<K,U>>についても、その前にある<T,K,U>についても、それぞれの意味についてちゃんと書かれておりました。

ただ、argiusさんのわかりやすいご説明のおかげで、ジェネリクスについてより理解が深まりました。ありがとうございます。

また、何かあれば質問を上げさせてもらうかもしれませんが、その際はよろしくお願いします。

Answer 2

toMapのAPI仕様の型パラメータにTやKやUの説明があるのですが、これで十分でしょうか。

Comments

[meh1r0]

ご回答いただき、ありがとうございます。

Collector<T,?,Map<K,U>>のジェネリクスの意味や、その前にある<T,K,U>についてようやく理解できました。
（API仕様書をよく見てませんでした。。。）

どうもお手数おかけしました。