ジェネリッククラス (C++/CLI)

[アーティクル]
06/16/2023

ジェネリッククラスは、次の構文を使用して宣言されます。

構文

[attributes]
generic <class-key type-parameter-identifier(s)>
[constraint-clauses]
[accessibility-modifiers] ref class identifier  [modifiers]
[: base-list]
{
class-body
} [declarators] [;]

解説

上記の構文では、次の用語が使用されています。

attributes
(省略可能) 追加の宣言情報。属性と属性クラスについては、「属性」を参照してください。

class-key
class または typename のいずれか

type-parameter-identifier(s)。型パラメーターの名前を指定する識別子のコンマ区切りの一覧。

constraint-clauses
型パラメーターの制約を指定する where 句の一覧 (コンマ区切りではありません)。次の書式を使用します。

wheretype-parameter-identifier:constraint-list...

constraint-list
class-or-interface[,...]

accessibility-modifiers
ジェネリッククラスのアクセシビリティ修飾子。 Windows ランタイムでは、許可される唯一の修飾子は private です。共通言語ランタイムでは、許可される修飾子は private と public です。

識別子
ジェネリッククラスの名前。任意の有効な C++ 識別子です。

modifiers
(省略可能) 許可される修飾子は sealed と abstract です。

base-list
1 つの基底クラスと、実装されるすべてのインターフェイスを含む、コンマ区切りの一覧。

class-body
フィールド、メンバー関数などを含む、クラスの本文。

declarators
この型の任意の変数の宣言。例: ^identifier[, ...]

次のようなジェネリッククラスを宣言できます (キーワード class を typename の代わりに使用できます)。この例では、ItemType、KeyType、および ValueType は、型の指定場所では不明な型です。 HashTable<int, int> は、ジェネリック型 HashTable<KeyType, ValueType> の構築型です。 1 つのジェネリック型から、多数の異なる構築型を構築できます。ジェネリッククラスから構築された構築型は、他の ref クラス型のように扱われます。

// generic_classes_1.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
generic <typename ItemType>
ref struct Stack {
   // ItemType may be used as a type here
   void Add(ItemType item) {}
};

generic <typename KeyType, typename ValueType>
ref class HashTable {};

// The keyword class may be used instead of typename:
generic <class ListItem>
ref class List {};

int main() {
   HashTable<int, Decimal>^ g1 = gcnew HashTable<int, Decimal>();
}

ジェネリック型引数として、値型 (int や double などの組み込み型、またはユーザー定義の値型) と参照型の両方を使用できます。ジェネリック定義内の構文は、どちらでも同じです。構文上、不明な型は、参照型であるかのように扱われます。ただし、ランタイムは、実際に使用される型が値型であるかどうかを判断し、メンバーに直接アクセスするために生成される適切なコードに置換できます。ジェネリック型引数として使用される値型はボックス化されないため、ボックス化に関連するパフォーマンスの低下は発生しません。ジェネリックの本文内で使用される構文では、. ではなく、T^ と -> にする必要があります。型パラメーターでの ref new、gcnew の使用は、値引数が値型の場合は、ランタイムによって、値型の単純な作成であると適切に解釈されます。

型パラメーターで使用できる型に対して、ジェネリック型パラメーターの制約 (C++/CLI)があるジェネリッククラスを宣言することもできます。次の例では、ItemType で使用される任意の型で IItem インターフェイスを実装する必要があります。たとえば IItem を実装していない int を使おうとすると、型引数が制約を満たしていないという理由でコンパイル時エラーが発生します。

// generic_classes_2.cpp
// compile with: /clr /c
interface class IItem {};
generic <class ItemType>
where ItemType : IItem
ref class Stack {};

同じ名前空間のジェネリッククラスは、型パラメーターの数または型を変更するだけではオーバーロードできません。ただし、各クラスが別の名前空間にある場合はオーバーロードできます。たとえば、名前空間 A と B にある次の 2 つのクラス (MyClass と MyClass<ItemType>) について考えます。この 2 つのクラスは、3 番目の名前空間 C 内でオーバーロードできます。

// generic_classes_3.cpp
// compile with: /clr /c
namespace A {
   ref class MyClass {};
}

namespace B {
   generic <typename ItemType>
   ref class MyClass2 { };
}

namespace C {
   using namespace A;
   using namespace B;

   ref class Test {
      static void F() {
         MyClass^ m1 = gcnew MyClass();   // OK
         MyClass2<int>^ m2 = gcnew MyClass2<int>();   // OK
      }
   };
}

基底クラスと基底インターフェイスを型パラメーターにすることはできません。ただし、基底クラスでは、次の例のように、引数として型パラメーターを含めることができます。

// generic_classes_4.cpp
// compile with: /clr /c
generic <typename ItemType>
interface class IInterface {};

generic <typename ItemType>
ref class MyClass : IInterface<ItemType> {};

コンストラクターとデストラクターは、オブジェクトインスタンスごとに (通常どおりに) 1 回実行されます。静的コンストラクターは、構築型ごとに 1 回実行されます。

ジェネリッククラスのフィールド

このセクションでは、ジェネリッククラスのインスタンスと静的フィールドの使用を示します。

インスタンス変数

ジェネリッククラスのインスタンス変数は、外側のクラスからの型と任意の型パラメーターを含む変数初期化子を持つことができます。

例: さまざまなジェネリッククラス

次の例では、適切な型引数 (int、double、string) を使用して、ジェネリッククラスである MyClass <ItemType> の 3 つの異なるインスタンスが作成されています。

// generics_instance_fields1.cpp
// compile with: /clr
// Instance fields on generic classes
using namespace System;

generic <typename ItemType>
ref class MyClass {
// Field of the type ItemType:
public :
   ItemType field1;
   // Constructor using a parameter of the type ItemType:
   MyClass(ItemType p) {
   field1 = p;
   }
};

int main() {
   // Instantiate an instance with an integer field:
   MyClass<int>^ myObj1 = gcnew MyClass<int>(123);
   Console::WriteLine("Integer field = {0}", myObj1->field1);

   // Instantiate an instance with a double field:
   MyClass<double>^ myObj2 = gcnew MyClass<double>(1.23);
   Console::WriteLine("Double field = {0}", myObj2->field1);

   // Instantiate an instance with a String field:
   MyClass<String^>^ myObj3 = gcnew MyClass<String^>("ABC");
   Console::WriteLine("String field = {0}", myObj3->field1);
   }

Integer field = 123
Double field = 1.23
String field = ABC

静的変数

新しいジェネリック型の作成時に、静的変数の新しいインスタンスが作成され、その型の任意の静的コンストラクターが実行されます。

静的変数では、外側のクラスから任意の型パラメーターを使用できます。

例: 静的変数を使用する

次の例では、静的コンストラクター内での静的フィールドと汎用クラスの使用を示します。

// generics_static2.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

interface class ILog {
   void Write(String^ s);
};

ref class DateTimeLog : ILog {
public:
   virtual void Write(String^ s) {
      Console::WriteLine( "{0}\t{1}", DateTime::Now, s);
   }
};

ref class PlainLog : ILog {
public:
   virtual void Write(String^ s) { Console::WriteLine(s); }
};

generic <typename LogType>
where LogType : ILog
ref class G {
   static LogType s_log;

public:
   G(){}
   void SetLog(LogType log) { s_log = log; }
   void F() { s_log->Write("Test1"); }
   static G() { Console::WriteLine("Static constructor called."); }
};

int main() {
   G<PlainLog^>^ g1 = gcnew G<PlainLog^>();
   g1->SetLog(gcnew PlainLog());
   g1->F();

   G<DateTimeLog^>^ g2 = gcnew G<DateTimeLog^>();
   g2->SetLog(gcnew DateTimeLog());

   // prints date
   // g2->F();
}

Static constructor called.
Static constructor called.
Static constructor called.
Test1

ジェネリッククラスのメソッド

ジェネリッククラスのメソッドそのものをジェネリックにすることができます。非ジェネリックメソッドは、クラスの型パラメーターによって暗黙的にパラメーター化されます。

ジェネリッククラス内のメソッドには、次の特別なルールが適用されます。

ジェネリッククラスのメソッドでは、パラメーター、戻り値の型、またはローカル変数として型パラメーターを使用できます。
ジェネリッククラスのメソッドでは、パラメーター、戻り値の型、またはローカル変数として、オープンまたはクローズ構築型を使用できます。

ジェネリッククラスの非ジェネリックメソッド

追加の型パラメーターを持たないジェネリッククラスのメソッドは、通常は非ジェネリックとして参照されますが、それらは外側のジェネリッククラスによって暗黙的にパラメーター化されます。

非ジェネリックメソッドのシグネチャには、外側のクラスの 1 つまたは複数の型パラメーターを含めることができます(直接的に、またはオープン構築型のいずれか)。次に例を示します。

void MyMethod(MyClass<ItemType> x) {}

このようなメソッドの本文でも、これらの型パラメーターを使用できます。

例: 非ジェネリックメソッドを宣言する

次の例では、ジェネリッククラス MyClass<ItemType> 内に非ジェネリックメソッド ProtectData を宣言します。このメソッドは、クラス型パラメーター ItemType をオープン構築型のシグニチャ内で使用します。

// generics_non_generic_methods1.cpp
// compile with: /clr
// Non-generic methods within a generic class.
using namespace System;

generic <typename ItemType>
ref class MyClass {
public:
   String^ name;
   ItemType data;

   MyClass(ItemType x) {
      data = x;
   }

   // Non-generic method using the type parameter:
   virtual void ProtectData(MyClass<ItemType>^ x) {
      data = x->data;
   }
};

// ItemType defined as String^
ref class MyMainClass: MyClass<String^> {
public:
   // Passing "123.00" to the constructor:
   MyMainClass(): MyClass<String^>("123.00") {
      name = "Jeff Smith";
   }

   virtual void ProtectData(MyClass<String^>^ x) override {
      x->data = String::Format("${0}**", x->data);
   }

   static void Main() {
      MyMainClass^ x1 = gcnew MyMainClass();

      x1->ProtectData(x1);
      Console::WriteLine("Name: {0}", x1->name);
      Console::WriteLine("Amount: {0}", x1->data);
   }
};

int main() {
   MyMainClass::Main();
}

Name: Jeff Smith
Amount: $123.00**

ジェネリッククラスのジェネリックメソッド

ジェネリックと非ジェネリッククラスの両方でジェネリックメソッドを宣言できます。次に例を示します。

例: ジェネリックメソッドと非ジェネリックメソッドを宣言する

// generics_method2.cpp
// compile with: /clr /c
generic <typename Type1>
ref class G {
public:
   // Generic method having a type parameter
   // from the class, Type1, and its own type
   // parameter, Type2
   generic <typename Type2>
   void Method1(Type1 t1, Type2 t2) { F(t1, t2); }

   // Non-generic method:
   // Can use the class type param, Type1, but not Type2.
   void Method2(Type1 t1) { F(t1, t1); }

   void F(Object^ o1, Object^ o2) {}
};

非ジェネリックメソッドは、クラスの型パラメーターによってパラメーター化されるが追加の型パラメーターを持たないという意味ではジェネリックのままです。

ジェネリッククラスのメソッドのすべての型は、静的、インスタンス、および仮想メソッドを含むジェネリックにすることができます。

例: ジェネリックメソッドを宣言して使用する

次の例では、ジェネリッククラス内でジェネリックメソッドを宣言して使用することを示します。

// generics_generic_method2.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
generic <class ItemType>
ref class MyClass {
public:
   // Declare a generic method member.
   generic <class Type1>
   String^ MyMethod(ItemType item, Type1 t) {
      return String::Concat(item->ToString(), t->ToString());
   }
};

int main() {
   // Create instances using different types.
   MyClass<int>^ myObj1 = gcnew MyClass<int>();
   MyClass<String^>^ myObj2 = gcnew MyClass<String^>();
   MyClass<String^>^ myObj3 = gcnew MyClass<String^>();

   // Calling MyMethod using two integers.
   Console::WriteLine("MyMethod returned: {0}",
            myObj1->MyMethod<int>(1, 2));

   // Calling MyMethod using an integer and a string.
   Console::WriteLine("MyMethod returned: {0}",
            myObj2->MyMethod<int>("Hello #", 1));

   // Calling MyMethod using two strings.
   Console::WriteLine("MyMethod returned: {0}",
       myObj3->MyMethod<String^>("Hello ", "World!"));

   // generic methods can be called without specifying type arguments
   myObj1->MyMethod<int>(1, 2);
   myObj2->MyMethod<int>("Hello #", 1);
   myObj3->MyMethod<String^>("Hello ", "World!");
}

MyMethod returned: 12
MyMethod returned: Hello #1
MyMethod returned: Hello World!

ジェネリッククラスでの入れ子にされた型の使用

通常のクラスと同様、ジェネリッククラス内に他の型を宣言できます。入れ子になったクラス宣言は、外側のクラス宣言の型パラメーターによって暗黙的にパラメーター化されます。そのため、個別の入れ子になったクラスは、外側の構築型ごとに定義されます。たとえば、次の宣言があるとします。

// generic_classes_5.cpp
// compile with: /clr /c
generic <typename ItemType>
ref struct Outer {
   ref class Inner {};
};

Outer<int>::Inner 型は、Outer<double>::Inner 型と同じではありません。

ジェネリッククラスのジェネリックメソッドと同様、入れ子にされた型に対して、追加の型パラメーターを定義できます。内側と外側のクラスで同じ型パラメーター名を使用した場合、内側の型パラメーターによって外側の型パラメーターが隠されます。

// generic_classes_6.cpp
// compile with: /clr /c
generic <typename ItemType>
ref class Outer {
   ItemType outer_item;   // refers to outer ItemType

   generic <typename ItemType>
   ref class Inner {
      ItemType inner_item;   // refers to Inner ItemType
   };
};

外側の型パラメーターを参照する手段がないため、このような状況では、コンパイラによって警告が生成されます。

入れ子になったジェネリック構築型に名前がある場合、内側の型が外側の型の型パラメーターによって暗黙的にパラメーター化されるにもかかわらず、外側の型の型パラメーターは内側の型の型パラメーターの一覧に含まれることはありません。上記の場合、構築型の名前は、Outer<int>::Inner<string> になります。

例: リンクリストのビルドと読み取り

次の例では、ジェネリッククラスの入れ子にされた型を使用して、リンクされた一覧をビルドして読み取ることを示します。

// generics_linked_list.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;
generic <class ItemType>
ref class LinkedList {
// The node class:
public:
   ref class Node {
   // The link field:
   public:
      Node^ next;
      // The data field:
      ItemType item;
   } ^first, ^current;
};

ref class ListBuilder {
public:
   void BuildIt(LinkedList<double>^ list) {
      /* Build the list */
      double m[5] = {0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5};
      Console::WriteLine("Building the list:");

      for (int n=0; n<=4; n++) {
         // Create a new node:
         list->current = gcnew LinkedList<double>::Node();

         // Assign a value to the data field:
         list->current->item = m[n];

         // Set the link field "next" to be the same as
         // the "first" field:
         list->current->next = list->first;

         // Redirect "first" to the new node:
         list->first = list->current;

         // Display node's data as it builds:
         Console::WriteLine(list->current->item);
      }
   }

   void ReadIt(LinkedList<double>^ list) {
      // Read the list
      // Make "first" the "current" link field:
      list->current = list->first;
      Console::WriteLine("Reading nodes:");

      // Read nodes until current == null:
      while (list->current != nullptr) {
         // Display the node's data field:
         Console::WriteLine(list->current->item);

         // Move to the next node:
         list->current = list->current->next;
      }
   }
};

int main() {
   // Create a list:
   LinkedList<double>^ aList = gcnew LinkedList<double>();

   // Initialize first node:
   aList->first = nullptr;

   // Instantiate the class, build, and read the list:
   ListBuilder^ myListBuilder = gcnew ListBuilder();
   myListBuilder->BuildIt(aList);
   myListBuilder->ReadIt(aList);
}

Building the list:
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Reading nodes:
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1

ジェネリッククラスのプロパティ、イベント、インデクサー、および演算子

プロパティ、イベント、インデクサー、および演算子では、ItemType がクラスの型パラメーターである場合などに、外側のジェネリッククラスの型パラメーターを、戻り値、パラメーター、またはローカル変数として使用できます。
```
public ItemType MyProperty {}
```
プロパティ、イベント、インデクサー、おおび演算子そのものをパラメーター化することはできません。

例: インスタンスプロパティを宣言する

この例では、ジェネリッククラス内のインスタンスプロパティの宣言を示します。

// generics_generic_properties1.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

generic <typename ItemType>
ref class MyClass {
private:
   property ItemType myField;

public:
   property ItemType MyProperty {
      ItemType get() {
         return myField;
      }
      void set(ItemType value) {
         myField = value;
      }
   }
};

int main() {
   MyClass<String^>^ c = gcnew MyClass<String^>();
   MyClass<int>^ c1 = gcnew MyClass<int>();

   c->MyProperty = "John";
   c1->MyProperty = 234;

   Console::Write("{0}, {1}", c->MyProperty, c1->MyProperty);
}

John, 234

例: イベントを含むジェネリッククラス

次の例では、イベントを持つジェネリッククラスを示します。

// generics_generic_with_event.cpp
// compile with: /clr
// Declare a generic class with an event and
// invoke events.
using namespace System;

// declare delegates
generic <typename ItemType>
delegate void ClickEventHandler(ItemType);

// generic class that defines events
generic <typename ItemType>
ref class EventSource {
public:
   // declare the event OnClick
   event ClickEventHandler<ItemType>^ OnClick;
   void FireEvents(ItemType item) {
      // raises events
      OnClick(item);
   }
};

// generic class that defines methods that will called when
// event occurs
generic <typename ItemType>
ref class EventReceiver {
public:
   void OnMyClick(ItemType item) {
   Console::WriteLine("OnClick: {0}", item);
   }
};

int main() {
   EventSource<String^>^ MyEventSourceString =
                   gcnew EventSource<String^>();
   EventSource<int>^ MyEventSourceInt = gcnew EventSource<int>();
   EventReceiver<String^>^ MyEventReceiverString =
                   gcnew EventReceiver<String^>();
   EventReceiver<int>^ MyEventReceiverInt = gcnew EventReceiver<int>();

   // hook handler to event
   MyEventSourceString->OnClick += gcnew ClickEventHandler<String^>(
       MyEventReceiverString, &EventReceiver<String^>::OnMyClick);
   MyEventSourceInt->OnClick += gcnew ClickEventHandler<int>(
             MyEventReceiverInt, &EventReceiver<int>::OnMyClick);

   // invoke events
   MyEventSourceString->FireEvents("Hello");
   MyEventSourceInt->FireEvents(112);

   // unhook handler to event
   MyEventSourceString->OnClick -= gcnew ClickEventHandler<String^>(
        MyEventReceiverString, &EventReceiver<String^>::OnMyClick);
   MyEventSourceInt->OnClick -= gcnew ClickEventHandler<int>(
        MyEventReceiverInt, &EventReceiver<int>::OnMyClick);
}

ジェネリック構造体

ジェネリック構造体を宣言して使用するためのルールは、Visual C++ 言語リファレンスに記載されている違いを除いて、ジェネリッククラスのルールと同じです。

例: ジェネリック構造体を宣言する

次の例では、ジェネリック構造体 MyGenStruct に 1 つのフィールド myField を宣言し、このフィールドに異なる型の値 (int、double、String^) を割り当てています。

// generics_generic_struct1.cpp
// compile with: /clr
using namespace System;

generic <typename ItemType>
ref struct MyGenStruct {
public:
   ItemType myField;

   ItemType AssignValue(ItemType item) {
      myField = item;
      return myField;
   }
};

int main() {
   int myInt = 123;
   MyGenStruct<int>^ myIntObj = gcnew MyGenStruct<int>();
   myIntObj->AssignValue(myInt);
   Console::WriteLine("The field is assigned the integer value: {0}",
            myIntObj->myField);

   double myDouble = 0.123;
   MyGenStruct<double>^ myDoubleObj = gcnew MyGenStruct<double>();
   myDoubleObj->AssignValue(myDouble);
   Console::WriteLine("The field is assigned the double value: {0}",
            myDoubleObj->myField);

   String^ myString = "Hello Generics!";
   MyGenStruct<String^>^ myStringObj = gcnew MyGenStruct<String^>();
   myStringObj->AssignValue(myString);
   Console::WriteLine("The field is assigned the string: {0}",
            myStringObj->myField);
}

The field is assigned the integer value: 123
The field is assigned the double value: 0.123
The field is assigned the string: Hello Generics!

ジェネリッククラス (C++/CLI)

構文

解説

ジェネリッククラスのフィールド

インスタンス変数

例: さまざまなジェネリッククラス

静的変数

例: 静的変数を使用する

ジェネリッククラスのメソッド

ジェネリッククラスの非ジェネリックメソッド

例: 非ジェネリックメソッドを宣言する

ジェネリッククラスのジェネリックメソッド

例: ジェネリックメソッドと非ジェネリックメソッドを宣言する

例: ジェネリックメソッドを宣言して使用する

ジェネリッククラスでの入れ子にされた型の使用

例: リンクリストのビルドと読み取り

ジェネリッククラスのプロパティ、イベント、インデクサー、および演算子

例: インスタンスプロパティを宣言する

例: イベントを含むジェネリッククラス

ジェネリック構造体

例: ジェネリック構造体を宣言する

関連項目

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その他のリソース

ジェネリック クラス (C++/CLI)

構文

解説

ジェネリック クラスのフィールド

インスタンス変数

例: さまざまなジェネリック クラス

静的変数

例: 静的変数を使用する

ジェネリック クラスのメソッド

ジェネリック クラスの非ジェネリック メソッド

例: 非ジェネリック メソッドを宣言する

ジェネリック クラスのジェネリック メソッド

例: ジェネリック メソッドと非ジェネリック メソッドを宣言する

例: ジェネリック メソッドを宣言して使用する

ジェネリック クラスでの入れ子にされた型の使用

例: リンク リストのビルドと読み取り

ジェネリック クラスのプロパティ、イベント、インデクサー、および演算子

例: インスタンス プロパティを宣言する

例: イベントを含むジェネリック クラス

ジェネリック構造体

例: ジェネリック構造体を宣言する

関連項目

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ジェネリッククラス (C++/CLI)

ジェネリッククラスのフィールド

例: さまざまなジェネリッククラス

ジェネリッククラスのメソッド

ジェネリッククラスの非ジェネリックメソッド

例: 非ジェネリックメソッドを宣言する

ジェネリッククラスのジェネリックメソッド

例: ジェネリックメソッドと非ジェネリックメソッドを宣言する

例: ジェネリックメソッドを宣言して使用する

ジェネリッククラスでの入れ子にされた型の使用

例: リンクリストのビルドと読み取り

ジェネリッククラスのプロパティ、イベント、インデクサー、および演算子

例: インスタンスプロパティを宣言する

例: イベントを含むジェネリッククラス