【Java】ジェネリックの使い方について質問があります。

Question

プログラミング初心者です。
Javaのコーディングで下記のような記述をたまに見かけるのですが、どういった目的があるのでしょうか。

public class Parent <T extends Parent<T>>{
...
}

public class Child extends Parent<Child>{ 
...
}

Answer 1

class Parent<T extends Parent<T>>を文字通り解釈すると以下のようになりますね。

1. Parent<T>はT型をパラメーターとする型
2. ただしT型として指定できるのはParent<T>の派生クラス

質問者さんの疑問は「型パラメータに自分自身が派生であるような型をなぜ限定したいのだろう」ということだと思いますが、それは同種の型が繋がりをもったような構造の場合などで有用になります。

例として次の２つのコードを比べてみて下さい。

//型パラメーターを使わない例
class Node {
  Node next;

  Node(Node next) { this.next = next; }
  // 末尾のノードを返す
  Node tail() {
    for (Node n = this; ; n = n.next)
       if (n.next != null) return n;
  }
}
class MyNode extends Node {
  int value;
  MyNode(MyNode next) { super(next); }
  // 末尾のノードの値を返す
  int tailValue() {
    // tailが返すのはNodeであってMyNodeではない。ゆえにキャストが必要
    return ((MyNode)tail()).value;
  }
}

//型パラメーターを使う例
class Node<T extends Node<T>> {
  T next;

  Node(T next) { this.next = next; }
  // 末尾のノードを返す
  T tail() {
    for (T n = this; ; n = n.next)
       if (n.next != null) return n;
  }
}
class MyNode extends Node<MyNode> {
  int value;
  MyNode(MyNode next) { super(next); }
  // 末尾のノードの値を返す
  int tailValue() {
    // tailが返すのはMyNodeなので、キャストは不要
    return tail().value;
  }
}

型パラメーターを使わない例ではNodeが提供するメソッドで返せるのはNode型にしかできません。一方で型パラメーターを使う例ではNodeが提供するメソッドで返せる型がT(派生クラスで任意に指定できる)になるので、MyNodeクラスでNode#tailが返すものをMyNodeクラスであると限定でき、不格好なキャストをせずにすみます。

普通Javaではキャストを極力せずにすむような設計が好まれます。なぜならキャストをしなくて済むにもかかわらずキャストを使うとそれだけプログラムの間違いがコンパイル時に検出できなくなるからです。実行してみて初めてバグに気づくよりはコンパイル時に間違いに気づけた方がよいという考え方です。

Comments

[reizouko]

サンプルプログラムまで書いていただきありがとうございます。
大変勉強になりました。

Answer 2

再帰的ジェネリクスの代入互換性