宣言側変性:inとout
共変(out)および反変(in)の型パラメータを正しく使用します。
「宣言側変性:inとout」はCoddyKit上の無料Kotlin Academyレッスンです。 これはレッスン2/4です。 下記で完全なレッスンを無料で読むことができます。その後、ブラウザ内の組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューターでハンズオン演習できます。 これはKotlin Academy学習パスの一部であり、ウェブとCoddyKitアプリ全体で進捗が同期されます。 Kotlin Academyコースには全4レッスンが含まれています。
変性の問題
Kotlinでは、Listがout Tで宣言されているため、List<String>はList<Any>のサブタイプです。変性アノテーションがなければ、この関係は成立しません。
val strings: List<String> = listOf("a", "b")
val anys: List<Any> = strings // OK because List<out T>
// MutableList<String> is NOT a subtype of MutableList<Any>:
// val m: MutableList<Any> = mutableListOf("x") // compile error
fun main() { println(anys) }<code>out</code>による共変性
out Tは、そのクラスがTの値を生成(返却)することだけができ、消費することはできないという意味です。これにより、Producer<Dog>はProducer<Animal>のサブタイプになります。
interface Producer<out T> {
fun produce(): T
}
class DogProducer : Producer<String> {
override fun produce() = "Woof!"
}
fun sound(p: Producer<Any>) = println(p.produce())
fun main() {
val dog = DogProducer()
sound(dog) // OK: Producer<String> is a subtype of Producer<Any>
}<code>in</code>による反変性
in Tは、そのクラスがTの値を消費(パラメーターとして受け取る)することだけができ、生成することはできないという意味です。これにより、Consumer<Animal>はConsumer<Dog>のサブタイプになります。
interface Consumer<in T> {
fun consume(item: T)
}
class Printer : Consumer<Any> {
override fun consume(item: Any) = println(item)
}
fun feedDog(consumer: Consumer<String>) = consumer.consume("Dog")
fun main() {
val printer = Printer()
feedDog(printer) // OK: Consumer<Any> is a subtype of Consumer<String>
}<code>out</code>の制約:in位置では使用不可
out Tでは、Tをパラメーター(in)位置に記述できません。これはコンパイラーによって適用されます。
interface ReadOnly<out T> {
fun get(): T // OK: out position
// fun set(t: T) {} // Error: T in in-position violates out variance
}
class Box<out T>(private val value: T) : ReadOnly<T> {
override fun get() = value
}
fun main() {
val box: ReadOnly<Any> = Box<String>("hello")
println(box.get())
}<code>in</code>の制約:out位置では使用不可
in Tでは、Tを戻り値(out)位置に記述できません。
interface WriteOnly<in T> {
fun set(t: T) // OK: in position
// fun get(): T {} // Error: T in out-position violates in variance
}
class Sink<in T> : WriteOnly<T> {
override fun set(t: T) = println("Received: $t")
}
fun main() {
val sink: WriteOnly<String> = Sink<Any>()
sink.set("hello")
}Kotlin標準ライブラリの例
Comparable<in T>は反変です。Comparable<Number>は、任意のNumberのサブタイプを比較できます。List<out T>は共変です。猫のリストは動物のリストとして扱えます。
fun sortNumbers(list: List<Number>) = list.sortedWith(compareBy { it.toDouble() })
fun main() {
val ints: List<Int> = listOf(3, 1, 2)
val sorted = sortNumbers(ints) // OK: List<Int> is List<Number>
println(sorted)
}不変性:MutableList
MutableList<T>は不変です。Tを生成することも消費することもできるため、異なるTの型の間にサブタイプ関係は成立しません。
fun addNumber(list: MutableList<Number>) { list.add(1.5) }
fun main() {
val ints = mutableListOf<Int>(1, 2)
// addNumber(ints) // compile error: MutableList<Int> is not MutableList<Number>
val nums = mutableListOf<Number>(1, 2)
addNumber(nums) // OK
println(nums)
}代替手段としての使用箇所変性
クラスを変更できない場合は、使用箇所変性を使います。呼び出し側でoutを指定し、型を共変として投影します。
fun copy(from: MutableList<out Any>, to: MutableList<Any>) {
for (item in from) to.add(item)
}
fun main() {
val src = mutableListOf("a", "b", "c")
val dest = mutableListOf<Any>()
copy(src, dest)
println(dest)
}実践:Repositoryパターン
読み取り専用のRepositoryには共変性を、書き込み専用のシンクには反変性を使い、データフローを適切にモデル化します。
interface Repository<out T> {
fun findAll(): List<T>
fun findById(id: Int): T?
}
interface Writer<in T> {
fun save(entity: T)
}
interface ReadWriteRepo<T> : Repository<T>, Writer<T>
// ReadWriteRepo<User> is neither sub nor super of ReadWriteRepo<Admin>変性の選択ガイド
Tの使われ方に基づいて変性を選択します。outはプロデューサー(Tだけを返す)、inはコンシューマー(Tだけを受け取る)、不変は両方(MutableList、Channel)を意味します。
// Quick mental model:
// out T: source/producer — List, Flow, Sequence
// in T: sink/consumer — Comparable, Continuation
// invariant: read+write — MutableList, Channel, MutableStateFlow
fun main() {
val nums: List<Number> = listOf(1, 2, 3) // List is out
println(nums)
}out関数を持つ不変クラス
不変クラスでも、特定の関数パラメーターに対して使用箇所でoutを指定できます。
class Stack<T>(private val items: MutableList<T> = mutableListOf()) {
fun push(item: T) = items.add(item)
fun pop(): T? = items.removeLastOrNull()
}
fun printAll(stack: Stack<out Any>) {
// can only read, not write
println(stack.pop())
}
fun main() {
val s = Stack<String>()
s.push("hello")
printAll(s)
}クイックチェック
型パラメーターのout Tは何を意味しますか。
まとめ
out T(共変性)は、値を生成するときのサブタイピングを可能にします。in T(反変性)は、値を消費するときのサブタイピングを可能にします。不変型(読み取りと書き込みの両方を行う型)には、異なるTの間でサブタイプ関係がありません。
よくある質問
「宣言側変性:inとout」レッスンは無料ですか?
はい。「宣言側変性:inとout」の完全なテキストはこのウェブで無料で読めます。インタラクティブに演習し(組み込みコードエディタと24時間対応のAIチューター)、Kotlin Academyコースの残りをアンロックするには、CoddyKit PROにアップグレードしてください。 Kotlin Academyコースには全4レッスンが含まれています。
「宣言側変性:inとout」で何を学びますか?
共変(out)および反変(in)の型パラメータを正しく使用します。 ブラウザで直接実行するハンズオンコードでKotlin Academyを演習し、24時間対応のAIチューターがレッスンを進める中での質問に答えます。
Kotlin Academyを始めるのに経験は必要ですか?
事前経験は必要ありません。CoddyKitのKotlin Academyは初級者から上級者向けに構成されているため、ここから始めるか最初から始めて、自分のペースで進むことができます。 これはレッスン2/4です。
「宣言側変性:inとout」レッスンにはどのくらい時間がかかりますか?
ほとんどのCoddyKitレッスンは約5~10分かかります。各レッスンはコンパクトでインタラクティブなので、着実に進歩し、ウェブとアプリ全体で正確に前回の場所から再開できます。
このKotlin Academyレッスンでコードを書いて実行できますか?
はい。すべてのKotlin Academyレッスンに組み込みコードエディタが含まれているため、ブラウザでリアルコードを書いて実行し、即座のAIフィードバックを取得できます。ローカル設定は不要です。