Processing/Javaでジェネリックメソッド

Question

Processing / Javaでプログラムを書いています。
UnityのGetComponent<T>()のような指定したクラスの型のComponentを取得するメソッドが書けません。

class TG_GameObject extends TG_Object{
  ArrayList<TG_Component> components = new ArrayList<TG_Component>();
  public <T> T AddComponent(TG_Component component){
    component.gameObject = this;
    components.add(component);
    return (T)component;
  }
  public <T> T GetComponent(int i){
    return components.size() > i ? (T)components.get(i) : null;
  }
  public <T> T GetComponent(){
    for(TG_Component component: components){
      // コンパイルエラー。どうしたら。。。
      if(component instanceof T){
        return (T).component; 
      }
    }
    return null;
  }
}

Unity風な気持ち的には

MyRigidbody r = GetComponent<MyRigidBody>();

こんな風にGameObjectのArrayListに溜め込んだComponentから、指定した型のインスタンスが取得できたらいいのですが。
あるいは、別の切り口でGetComponentする方法があればご教示ください。
なお、Javaもジェネリックもよくわかっていません。

（ご質問への回答）

ArrayListで使っている型のTG_Componentと、各メソッドの総称型のTはどのような関係を想定しているのでしょうか？

回答になっているかわからないのですが、関係性がわかるかな？というプログラムを（シューティングゲームを作るような想定で）書いてみました。
伝わらなかったらすみません。。

class Player extends TG_GameObject{
  Player(){
    AddComponent(new Ship());
    AddComponent(new Bullet());  
  }
}
class Ship extends TG_Component{
  public TG_GameObject gameObject; // 所属するgameObject
  public void update(){
   // 所属するgameObjectにAddされているBulletというComponentを探す（これがやりたい！）
    gameObject.GetComponent<Bullet>().shot(); 
  }
}
class Bullet extends TG_Component{
  public TG_GameObject gameObject;
  public void shot(){
    render();
  }
}

Comments

[swordone]

ArrayListで使っている型のTG_Componentと、各メソッドの総称型のTはどのような関係を想定しているのでしょうか？

Answer 1

Javaのジェネリクスは、ごく単純に言うなら様々な型を取りうるメソッドの引数や返り値にソースコードレベルで制限を加え、型安全性を確保する仕組みです。
実行時にジェネリクスの型情報は消去されるので、instanceof Tのような書き方ができません。

当該メソッドの問題を解決するだけなら、Classオブジェクトを引数に要求して、それを使ってinstanceofの判定およびキャストに相当する動作をさせることになるのではないかと。

public <T> T GetComponent(Class<T> clazz){
    for(TG_Component component: components){
      if(clazz.isInstance(component)){
        return clazz.cast(component); 
      }
    }
    return null;
}

ただ全体としては追加・修正依頼に書いたとおり、TG_ComponentとTの関係性がよくわからないので、クラスとしてジェネリクス宣言させたほうがいいのか否かがわかりません。

---

追記
この様子だとTG_GameObjectの1つ目2つ目のメソッドに<T>は不要に思えます(いずれも返り値をTG_Componentにする)。1つ目は返り値として引数を返す意味も無いように思えますし、共通で実行時にClassCastExceptionが発生する恐れがあります。
また先程のメソッドは次のようにすればより安全かと思われます。

public <T extends TG_Component> T GetComponent(Class<T> clazz){
    for(TG_Component component: components){
      if(clazz.isInstance(component)){
        return clazz.cast(component); 
      }
    }
    return null;
}

で、呼び出し時には

gameObject.GetComponent(Bullet.class).shot();

の様にします。ただこれだとGetComponentがnullを返した際にNullPointerExceptionになるので、nullチェックは必須です。

Comments

[livetc]

ありがとうございます。
（別途いただいた質問に対しては追記で回答いたしました。）

GetComponentの引数にインスタンスを渡して、（自分以外の）同じ型のインスタンスをArrayListから探すしかない、という感じでしょうか？
追記した例での話ですが、「Player」クラスはComponent群の箱というイメージで、Playerクラス内のメンバ変数などでインスタンスを保持はせず、どんなComponentでもArrayListに入れておきたかった経緯があります。
```
class Player extends TG_GameObject{
// このように変数格納はしたくなかった
Ship ship;
Bullet bullet;
Player(){
ship = new Ship();
Bullet = new Bullet();
}
}
```
ArrayListに入れておきたい理由として、Playerクラス以外のGameObjectからPlayerクラスに任意のComponentをAddComponentすることも想定されたためです。

[swordone]

いえ、型の判定の際、Bulletなら「Bullet型」という情報が必要なのですが、その情報をジェネリクスは持つことができないのです。その代わりとして、Classオブジェクトというものを使用しています。
追記に書きましたが、クラス名.classでそのクラスのClassオブジェクトを取得できます。

[livetc]

で、できました！！！
「クラス名.class」こんなのがあったんですね。とても助かりました！ありがとうございます！

> この様子だとTG_GameObjectの1つ目2つ目のメソッドに<T>は不要に思えます
Ship ship = AddComponent(new Ship());
ship.speed = 10;
こんな使い方も想定していたので、キャストが手間だなぁ思い、<T>を使いました。Tの使い方がよくわからないので、もしかしたら変なことしているのかもしれませんが。。

[swordone]

そもそもこの場合、AddComponentの型Tが不明なのでコンパイルエラーになると思います。
やるとしたらメソッドの宣言を
public <T extends TG_Component> T AddComponent(T component)
にするとかでしょうか…

[livetc]

（質問とは本質的に違いますが）
ああ。。そういえばこう書けばいいだけでしたね。。UnityがAddComponentで返却してくれるので、固執していました。。
Ship ship = new Ship();
ship.speed = 10;
AddComponent(ship);

とにかく、クラス名.classで救われました！ありがとうございます。