Kotlinもう一歩

Kotlinのタイプシステムとジェネリクスについて

Transcript

1. Hiroyuki Mori @moridroid Kotlinもう一歩
2. 本書きました！
3. goo.gl/fW2YPh
4. Kotlinもう一歩
5. Kotlinのタイプシステム
6. クラスとタイプ
7. クラス ≠ タイプ
8. // class: String, type: String val s1: String = "string"
9. // class: String, type: String val s1: String = "string" // class: String, type: String? val s2 : String? = "string"
10. タイプとは何か
11. ・すべての変数や式には型がある // type: String val str : String = "string" // type: Char if (str.isNotEmpty()) str[0] else '\n'
12. ・型によって、変数や式のとりうる値の範囲が決まる // type: String　→ 文字列 val str : String = "string" // type: Char　→ 16-bit ユニコード文字 if (str.isNotEmpty()) str[0] else '\n'
13. ・型によって、行える演算や操作が決まる // 文字列は加算できる val s = "abc" + "def" // 整数はいろいろできる val i = 100 * (10 - 2) / (30 + 1)
14. ・型によって、行える演算や操作が決まる // OK val str1 : String = "string" str1.hashCode() // nullableはいろいろできない val str2 : String? = "string" str2.hashCode() // NG
15. だから安全！
16. タイプとサブタイプ
17. タイプAが期待されるすべての箇所で、 タイプBが使用可能であれば、 BはAのサブタイプ B <: A このとき、AはBのスーパータイプ
18. val c : CharSequence = "abc" // OK fun foo(c : CharSequence) {} foo("abc") // OK fun bar() : CharSequence = "abc" // OK
19. val c : CharSequence = "abc" // OK fun foo(c : CharSequence) {} foo("abc") // OK fun bar() : CharSequence = "abc" // OK
20. val c : CharSequence = "abc" // OK fun foo(c : CharSequence) {} foo("abc") // OK fun bar() : CharSequence = "abc" // OK
21. // Int <: Number val num1 : Number = 100 // Double <: Number val num2 : Number = 10.0 // Long <: Number val num3 : Number = 100L
22. Int, Long, Double, … <: Number Number Long Int Double Float Short Byte
23. Int型はNumber型の範囲内 Number Int OK Long Int Double Float Short Byte
24. Number型は、Int型の範囲内とは限らない Number Int NG Long Int Double Float Short Byte DoubleやLongかも？
25. クイズ
26. Kotlinのタイプシステムでは、 Int型はInt型の… (A) サブタイプ (B) スーパータイプ (C) どちらでもない (D) どちらでもある
27. Kotlinのタイプシステムでは、 Int型はInt型の… (A) サブタイプ (B) スーパータイプ (C) どちらでもない (D) どちらでもある
28. In Kotlin in Action
30. val intType = Int::class.createType() intType.isSubtypeOf(intType) > true intType.isSupertypeOf(intType) > true
32. Any
33. // Int <: Any val any1 : Any = 100 // Double <: Any val any2 : Any = 10.0 // String <: Any val any3 : Any = "str"
34. // String? <: Any ……...? val any4 : Any = null as String?
36. Nothing
37. // Why does this work? fun bar() : Int = TODO()
38. // Why does this work? fun bar() : Int = TODO() val str1 : String = TODO() fun foo(l : List<Double>) = {} foo(TODO())
39. public inline fun TODO(): Nothing = throw NotImplementedError() public class Nothing private constructor()
40. fun nothing() : Nothing = throw Exception("nothing") val a : Number = nothing() val b : String = nothing() val c : List<Any> = nothing()
42. nullableとnon-null
43. // String <: String? val str1 : String? = "str" // OK fun foo(s : String?) {} foo("abc") // OK fun bar() : String? = "abc" // OK
44. // String <: String? val str1 : String? = "str" // OK // String? <: String ……..? val str2 : String = str1 // NonNull <: Nullable
46. まとめ
48. Generics
49. fun toString(i : Int) = i.toString() fun toString(l : Long) = l.toString() fun toString(f : Float) = d.toString() ...
50. fun <T> toString(t : T) = t.toString()
51. fun toDouble(i : Int) = i.toDouble() fun toDouble(l : Long) = l.toDouble() fun toDouble(f : Float) = f.toDouble() ...
52. fun <T> toDouble(t : T) = t.toDouble()
53. 上限境界
54. fun <T:Number> toDouble(t : T) = t.toDouble()
55. fun <T> copyWhenGreater(list: List<T>, threshold: T) : List<String> where T : CharSequence, T : Comparable<T> { return list.filter { it > threshold } .map { it.toString() } }
56. fun <T> copyWhenGreater(list: List<T>, threshold: T) : List<String> where T : CharSequence, T : Comparable<T> { return list.filter { it > threshold } .map { it.toString() } }
57. 型引数とnullability
58. fun <T> foo(t : T) = t.hashCode()
59. fun <T> foo(t : T) = t.hashCode()
60. fun <T> foo(t : T) = t.hashCode() fun <T : Any?> foo(t : T) = t?.hashCode()
61. Type Erasure
62. // Kotlin Code: List<String> val list : List<String> = listOf()
63. // Kotlin Code: List<String> val list : List<String> = listOf() // Decompiled : List List list = CollectionsKt.emptyList();
64. if (list is List<String>) { // You can't do this }
65. 変位
66. Int <: Number
67. Int <: Number val number : Number = 123
68. Int <: Number List<Int> <: List<Number>
69. Int <: Number List<Int> <: List<Number> val nums : List<Number> = listOf<Int>(1, 2, 3)
70. Int <: Number List<Int> <: List<Number> MutableList<Int> <: MutableList<Number>
71. Int <: Number List<Int> <: List<Number> MutableList<Int> <: MutableList<Number> val nums : MutableList<Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3)
72. タイプAが期待されるすべての箇所で、 タイプBが使用可能であれば、 BはAのサブタイプ
73. MutableList<Int>は、 MutableList<Number>の 代わりに使えない場合がある
74. // もしこれが可能なら val nums : MutableList<Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) // これができてしまう nums.add(10.5)
75. val nums = mutableListOf<Number>(1, 2, 3) val ints = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) val num1 : Number = nums[0] // OK val num2 : Number = ints[0] // OK nums.add(10.0) // OK ints.add(10.0) // NG
76. 変位 B <: A のときに、 Foo<B> と Foo<A>にどういう関係があるか
77. invariant, covariant, contravariant 　不変　　　共変　　　　反変　　　
78. invariant, covariant, contravariant B <: A のとき、 Foo<B> <: Foo<A> でもなく Foo<A> <: Foo<B> でもない
79. class Invariant<T>(val value : T) invariant, covariant, contravariant
80. class Invariant<T>(val value : T) val num : Invariant<Number> = Invariant<Int>(100)
81. class Invariant<T>(val value : T) val num : Invariant<Number> = Invariant<Int>(100) val int : Invariant<Int> = Invariant<Number>(100)
82. invariant, covariant, contravariant B <: A のとき、Foo<B> <: Foo<A>
83. invariant, covariant, contravariant class Covariant<out T>(val value: T)
84. class Covariant<out T>(val value: T) val num : Covariant<Number> = Covariant<Int>(100) invariant, covariant, contravariant
85. class Covariant<out T>(val value: T) val num : Covariant<Number> = Covariant<Int>(100) val int : Covariant<Int> = Covariant<Number>(100) invariant, covariant, contravariant
86. invariant, covariant, contravariant B <: Aのとき、Foo<A> <: Foo<B>
87. class Contravariant<in T>(value: T) invariant, covariant, contravariant
88. class Contravariant<in T>(value: T) val num : Contravariant<Number> = Contravariant<Int>(100) invariant, covariant, contravariant
89. class Contravariant<in T>(value: T) val num : Contravariant<Number> = Contravariant<Int>(100) val int : Contravariant<Int> = Contravariant<Number>(10.0) invariant, covariant, contravariant
90. 不変 共変 反変 <T> <out T> <in T> サブタイプを 引き継がない サブタイプを 引き継ぐ サブタイプが 逆転する
91. inとout
92. out
93. class Covariant<out T> (t: T) { val value1 = t var value2 = t fun get() : T = value1 fun set(t: T) { value2 = t } }
94. class Covariant<out T> (t: T) { val value = t fun get() : T = value }
95. val num1 : Number = 100 val num2 : Number = Covariant<Int>(100).get()
96. public interface List<out E> : Collection<E> {
97. in
98. class Contravariant<in T> (t: T) { val value1 = t var value2 = t fun get() : T = value1 fun set(t: T) { } }
99. class Contravariant<in T> (t: T) { fun set(t: T) { } }
100. val num = Contravariant<Number>(100) num.set(1234567L) num.set(10.0) num.set(123) // OK!
101. class Contravariant<in T> (t: T) { fun set(t: T) { } }
102. class Contravariant<in T> (t: T) { private var value : T = t private fun get() : T = value fun set(t: T) { value = t } }
103. 不変 共変 反変 <T> <out T> <in T> サブタイプを 引き継がない サブタイプを 引き継ぐ サブタイプが 逆転する Tは どこでも使用可 Tは 戻り値だけ Tは 引数だけ
104. Type Projection
105. MutableList<Int> <: MutableList<Number>
106. MutableList<Int> <: MutableList<Number> val nums : MutableList<out Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3)
107. MutableList<Int> <: MutableList<Number> val nums : MutableList<out Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) val nums : MutableList<in Int> = mutableListOf<Number>(1.0, 2.0, 3.0)
108. class Foo<out T> val foo : Foo<in Int> class Bar<in T> val bar : Bar<out Int>
109. 余談
110. val nums : MutableList<out Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3)
111. val nums : MutableList<out Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) val constructor = Nothing::class.java.getDeclaredConstructor() constructor.isAccessible = true val nothing = constructor.newInstance()
112. val nums : MutableList<out Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) val constructor = Nothing::class.java.getDeclaredConstructor() constructor.isAccessible = true val nothing = constructor.newInstance() nums.add(nothing)
113. val nums : MutableList<out Number> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) val constructor = Nothing::class.java.getDeclaredConstructor() constructor.isAccessible = true val nothing = constructor.newInstance() nums.add(nothing) print(nums) > [1, 2, 3, java.lang.Void@5e9d7b78]
114. Star Projection
115. // Java Way List<?> list;
116. // Java Way List<?> list; // Kotlin Way val list : List<*>
117. // Java Way List<?> list; // Kotlin Way val list : List<*> // List<out Any?>
118. // List<out Any?> val list : List<*> = listOf(1, 2, 3) // This is safe val foo : Any? = list[0]
119. // MutableList<out Any?> val list : MutableList<*> = mutableListOf<Int>(1, 2, 3) // This is not safe list.add(4.0)
120. Star Projection と変位アノテーション
121. out
122. class Foo<out T : Number>(val value : T)
123. class Foo<out T : Number>(val value : T) val foo : Foo<*> = Foo(1)
124. class Foo<out T : Number>(val value : T) val foo : Foo<*> = Foo(1) // Foo<out Number>
125. in
126. class Foo<in T : Number> { fun foo(t : T) {} }
127. class Foo<in T : Number> { fun foo(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Number>()
128. class Foo<in T : Number> { fun foo(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Number>() // Foo<in Nothing>
129. class Foo<in T : Number> { fun foo(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Number>() // Foo<in Nothing>
131. class Foo<in T : Number> { fun foo(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Number>() // Foo<in Nothing>
132. class Foo<in T : Number> { fun foo(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Number>() // Foo<in Nothing> foo.foo(1) // requires Nothing
133. invariant
134. class Foo<T : Number> { fun foo() : T = TODO() fun bar(t : T) {} }
135. class Foo<T : Number> { fun foo() : T = TODO() fun bar(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Int>()
136. class Foo<T : Number> { fun foo() : T = TODO() fun bar(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Int>() val n = foo.foo() // Foo<out Number>
137. class Foo<T : Number> { fun foo() : T = TODO() fun bar(t : T) {} } val foo : Foo<*> = Foo<Int>() val n = foo.foo() // Foo<out Number> foo.bar(n) // Foo<in Nothing>
138. まとめ
139. 不変 共変 反変 <T> <out T> <in T> サブタイプを 引き継がない サブタイプを 引き継ぐ サブタイプが 逆転する Tは どこでも使用可 Tは 戻り値だけ Tは 引数だけ
140. class Foo<in T> Foo<*> // Foo<in Nothing> class Bar<in T : Int> Bar<*> // Bar<in Nothing>
141. class Foo<out T> Foo<*> // Foo<out Any?> class Bar<out T : Int> Bar<*> // Bar<out Int>
142. class Foo<T> Foo<*> // Foo<out Any?> : out position // Foo<in Nothing> : in position class Bar<T : Int> Bar<*> // Bar<out Int> : out position // Bar<in Nothing> : in position
143. Hiroyuki Mori @moridroid Thank you