ジェネリクス

Scalaの「ジェネリクス（Generics）」とは、データ型に依存しない汎用的なコードを記述するための仕組みであり、型パラメータを用いてクラス、トレイト、メソッドなどを定義できます。これにより、型安全性を保ちつつ、再利用性の高い柔軟なコードを書くことが可能になります。

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1. 基本構文

Scalaでは、クラスやメソッドの定義時に[T]のような構文で型パラメータを指定します。

クラスのジェネリクス例

scala
class Box[T](value: T) {
  def get: T = value
}

上記のBoxクラスは、任意の型Tを受け取り、その型の値を保持し取得する機能を提供します。

使用例

scala
val intBox = new Box 
val strBox = new Box[String]("hello")

println(intBox.get)  // 123
println(strBox.get)  // hello

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2. メソッドにおけるジェネリクス

メソッド単位でもジェネリクスを使用できます。

scala
def identity[T](x: T): T = x

val a = identity(10)       // Int
val b = identity("Scala")  // String

ここではidentityメソッドが与えられた引数をそのまま返しますが、型をTとして抽象化しているため、任意の型で利用可能です。

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3. 複数の型パラメータ

複数の型をパラメータとして扱うことも可能です。

scala
class Pair[A, B](val first: A, val second: B)
val pair = new Pair[Int, String](1, "one")

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4. 型境界（型制約）

Scalaでは型パラメータに**境界（bounds）**を設けて、ある型のサブ型またはスーパー型に限定することができます。

上限境界（Upper Bound）

scala
class Animal
class Dog extends Animal

class Cage[T <: Animal](val animal: T)
val cage = new Cage(new Dog)

ここではT <: Animalにより、TはAnimalのサブクラスでなければならないという制約がかかっています。

下限境界（Lower Bound）

scala
def addToList[T >: Dog](list: List[T], dog: Dog): List[T] =
  dog :: list

T >: Dogにより、TはDogのスーパークラスでなければならないと制限しています。

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5. 协変（covariance）と反変（contravariance）

Scalaのジェネリクスでは、**型パラメータの変性（variance）**を指定できます。

• +T: 協変（Covariant） – Tが変わればこのクラスの型も変わる

• -T: 反変（Contravariant） – Tが広がればこのクラスの型が狭まる

• T: 不変（Invariant） – 型はそのまま

scala
class Covariant[+T]  // 協変
class Contravariant[-T]  // 反変
class Invariant[T]  // 不変（デフォルト）

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6. 型クラス風の利用（コンテキスト境界）

Scalaでは**コンテキスト境界（context bound）**を使って、暗黙の型クラスインスタンスを受け取るような設計ができます。

scala
def maxList[T: Ordering](elements: List[T]): T =
  elements.max

これは「Ordering[T]型のインスタンスが暗黙に存在すること」が前提の制約です。

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まとめ

ScalaのジェネリクスはJavaよりも表現力が高く、関数型スタイルにもよく適合しています。