ジェネリック インターフェイス (C# プログラミング ガイド)
多くの場合、ジェネリック コレクション クラス、またはコレクション内の項目を表すジェネリック クラスにインターフェイスを定義すると便利です。 ジェネリック クラスでは、値型に対するボックス化およびボックス化解除の操作を回避するために、IComparable よりも IComparable<T> などのジェネリック インターフェイスを使用することをお勧めします。 .NET Framework クラス ライブラリでは、System.Collections.Generic 名前空間のコレクション クラスと共に使用する、いくつかのジェネリック インターフェイスが定義されています。
型パラメーターに関する制約としてインターフェイスを指定すると、そのインターフェイスを実装する型のみを使用できます。 次のコード例で、GenericList<T> クラスから派生する SortedList<T> クラスを示します。 詳細については、「ジェネリックの概要 (C# プログラミング ガイド)」を参照してください。 SortedList<T> は、制約 where T : IComparable<T> を追加します。 これによって、SortedList<T> の BubbleSort メソッドが、リスト要素でジェネリックの CompareTo メソッドを使用できるようになります。 この例では、リスト要素は単純なクラス Person であり、IComparable<Person> を実装しています。
//Type parameter T in angle brackets.
public class GenericList<T> : System.Collections.Generic.IEnumerable<T>
{
protected Node head;
protected Node current = null;
// Nested class is also generic on T
protected class Node
{
public Node next;
private T data; //T as private member datatype
public Node(T t) //T used in non-generic constructor
{
next = null;
data = t;
}
public Node Next
{
get { return next; }
set { next = value; }
}
public T Data //T as return type of property
{
get { return data; }
set { data = value; }
}
}
public GenericList() //constructor
{
head = null;
}
public void AddHead(T t) //T as method parameter type
{
Node n = new Node(t);
n.Next = head;
head = n;
}
// Implementation of the iterator
public System.Collections.Generic.IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
Node current = head;
while (current != null)
{
yield return current.Data;
current = current.Next;
}
}
// IEnumerable<T> inherits from IEnumerable, therefore this class
// must implement both the generic and non-generic versions of
// GetEnumerator. In most cases, the non-generic method can
// simply call the generic method.
System.Collections.IEnumerator System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator()
{
return GetEnumerator();
}
}
public class SortedList<T> : GenericList<T> where T : System.IComparable<T>
{
// A simple, unoptimized sort algorithm that
// orders list elements from lowest to highest:
public void BubbleSort()
{
if (null == head || null == head.Next)
{
return;
}
bool swapped;
do
{
Node previous = null;
Node current = head;
swapped = false;
while (current.next != null)
{
// Because we need to call this method, the SortedList
// class is constrained on IEnumerable<T>
if (current.Data.CompareTo(current.next.Data) > 0)
{
Node tmp = current.next;
current.next = current.next.next;
tmp.next = current;
if (previous == null)
{
head = tmp;
}
else
{
previous.next = tmp;
}
previous = tmp;
swapped = true;
}
else
{
previous = current;
current = current.next;
}
}
} while (swapped);
}
}
// A simple class that implements IComparable<T> using itself as the
// type argument. This is a common design pattern in objects that
// are stored in generic lists.
public class Person : System.IComparable<Person>
{
string name;
int age;
public Person(string s, int i)
{
name = s;
age = i;
}
// This will cause list elements to be sorted on age values.
public int CompareTo(Person p)
{
return age - p.age;
}
public override string ToString()
{
return name + ":" + age;
}
// Must implement Equals.
public bool Equals(Person p)
{
return (this.age == p.age);
}
}
class Program
{
static void Main()
{
//Declare and instantiate a new generic SortedList class.
//Person is the type argument.
SortedList<Person> list = new SortedList<Person>();
//Create name and age values to initialize Person objects.
string[] names = new string[]
{
"Franscoise",
"Bill",
"Li",
"Sandra",
"Gunnar",
"Alok",
"Hiroyuki",
"Maria",
"Alessandro",
"Raul"
};
int[] ages = new int[] { 45, 19, 28, 23, 18, 9, 108, 72, 30, 35 };
//Populate the list.
for (int x = 0; x < 10; x++)
{
list.AddHead(new Person(names[x], ages[x]));
}
//Print out unsorted list.
foreach (Person p in list)
{
System.Console.WriteLine(p.ToString());
}
System.Console.WriteLine("Done with unsorted list");
//Sort the list.
list.BubbleSort();
//Print out sorted list.
foreach (Person p in list)
{
System.Console.WriteLine(p.ToString());
}
System.Console.WriteLine("Done with sorted list");
}
}
単一の型に対する制約として、次のように複数のインターフェイスを指定できます。
class Stack<T> where T : System.IComparable<T>, IEnumerable<T>
{
}
1 つのインターフェイスで、次のように複数の型パラメーターを定義できます。
interface IDictionary<K, V>
{
}
クラスに適用される継承の規則が、インターフェイスにも適用されます。
interface IMonth<T> { }
interface IJanuary : IMonth<int> { } //No error
interface IFebruary<T> : IMonth<int> { } //No error
interface IMarch<T> : IMonth<T> { } //No error
//interface IApril<T> : IMonth<T, U> {} //Error
ジェネリック インターフェイスが非バリアントの場合 (つまり、型パラメーターを戻り値としてのみ使用する場合)、そのジェネリック インターフェイスは、非ジェネリック インターフェイスから継承できます。 .NET Framework クラス ライブラリでは、IEnumerable<T> は IEnumerable から継承されます。GetEnumerator の戻り値と Current プロパティの getter で、IEnumerable<T> のみが T を使用するためです。
具象クラスでは、次のように閉じた構造のインターフェイスを実装できます。
interface IBaseInterface<T> { }
class SampleClass : IBaseInterface<string> { }
ジェネリック クラスでは、インターフェイスで必要なすべての引数がクラスのパラメーター リストに指定されている場合、次のように、ジェネリック インターフェイスまたは閉じた構造のインターフェイスを実装できます。
interface IBaseInterface1<T> { }
interface IBaseInterface2<T, U> { }
class SampleClass1<T> : IBaseInterface1<T> { } //No error
class SampleClass2<T> : IBaseInterface2<T, string> { } //No error
メソッドのオーバーロードを管理する規則は、ジェネリック クラス、ジェネリック構造体、ジェネリック インターフェイスのそれぞれのメソッドに対して同じです。 詳細については、「ジェネリック メソッド (C# プログラミング ガイド)」を参照してください。