厳密に型指定されたデリゲート

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前の記事では、delegate キーワードを使って実際にデリゲート型を作成する方法を見てきました。

抽象型の Delegate クラスは、疎な結合と呼び出しのための基盤となるものです。 一方、具体的な Delegate 型は、デリゲート オブジェクトの呼び出しリストに追加されるメソッドのタイプ セーフを促し、また強制的に適用することによって、その利便性を大きく高めています。 delegate キーワードを使用し、具体的なデリゲート型を定義すると、それらのメソッドがコンパイラによって生成されます。

しかし実際にやってみると、異なるメソッド シグネチャが必要になるたびに新しいデリゲート型を作成することになり、 次第にわずらわしくなってくるものです。 新しい機能を追加するたびに、新しいデリゲート型が必要になるからです。

さいわい、その必要はありません。 .NET Core フレームワークには、デリゲート型が必要になったときにいつでも再利用できる型がいくつか用意されています。 それがジェネリック定義です。新しいメソッドの宣言が必要になったときは、カスタマイズしたものを宣言することができます。

その筆頭となる型が Action 型で、いくつかのバリエーションも存在します。

public delegate void Action();
public delegate void Action<in T>(T arg);
public delegate void Action<in T1, in T2>(T1 arg1, T2 arg2);
// Other variations removed for brevity.

ジェネリック型引数の in 修飾子については、共変性についての記事で取り上げます。

Action デリゲートには、最大 16 の引数を含むバリエーションが存在します (例: Action<T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10,T11,T12,T13,T14,T15,T16>)。 これらの定義では、デリゲート引数のそれぞれに異なるジェネリック引数が使われているという点が重要です。それによってきわめて高い柔軟性が実現されているからです。 メソッドの一連の引数は、必ずしも同じ型である必要はありませんが、同じ型である場合もあります。

戻り値を持たないデリゲート型には、いずれかの Action 型を使用します。

フレームワークには、戻り値を持つデリゲート型に使用できる汎用デリゲート型もいくつか用意されています。

public delegate TResult Func<out TResult>();
public delegate TResult Func<in T1, out TResult>(T1 arg);
public delegate TResult Func<in T1, in T2, out TResult>(T1 arg1, T2 arg2);
// Other variations removed for brevity

ジェネリック型引数 result の out 修飾子については、共変性についての記事で取り上げます。

Func デリゲートには、最大 16 の入力引数を含むバリエーションが存在します (例: Func<T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8,T9,T10,T11,T12,T13,T14,T15,T16,TResult>)。 慣例上、Func に宣言されているすべての型パラメーターの最後に出現する型が常に実行結果の型になります。

値を返すデリゲート型には、いずれかの Func 型を使用します。

また、単一の値に対する判定結果を返すデリゲートに特化された Predicate<T> という型も存在します。

public delegate bool Predicate<in T>(T obj);

どのような Predicate 型でも、構造的に同等な Func 型が存在することにお気付きでしょうか。その例を次に示します。

Func<string, bool> TestForString;
Predicate<string> AnotherTestForString;

これら 2 つの型は等価と思うかもしれません。 しかし、そうではありません。 これら 2 つの変数を相互に置き換えて使用することはできません。 一方の型の変数をもう一方の型に代入することはできないのです。 C# の型システムで使用されるのは、定義されている型の名前であって、構造ではありません。

これらのデリゲート型の定義はすべて .NET Core ライブラリに存在します。つまり、デリゲートを必要とする新しい機能を作成するたびに新たにデリゲート型を定義する必要はないということです。 ほとんどの状況で、皆さんが必要になるデリゲート型はすべて、これらのジェネリック定義でまかなうことができるはずです。 必要な型パラメーターを指定すれば、それらの型のいずれかをインスタンス化することができます。 汎用化できるアルゴリズムの場合、これらのデリゲートをジェネリック型として使用することが可能です。

そうすることで無駄な時間をなくし、デリゲートを使用するうえで新たに作成する必要のある型の数を抑えることができます。

次の記事では、実際にデリゲートを扱うための一般的なパターンをいくつか見ていきます。

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