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Generics と clone メソッド

このキーワードでピンと来た方はこの日記を読む必要はないと思います。

Generics なクラスに clone メソッドを作ろうとしてはまりました。以下のようなコードを書いたわけです。

Generics なクラスでディープコピー(MyVector.java)

class MyVector<T extends Cloneable> implements Cloneable {
    T[] items;
    
    public Object clone() {
        MyVector<T> copy = new MyVector<T>();
        
        for (int i = 0; i < items.length; i++) {
            copy.items[i] = (T)(items[i].clone()); //error!!
        }
        return copy;
    }
}

Cloneable を継承する型だと宣言したところで Cloneable インタフェースには clone() の定義がありません。コンパイラはこのコードを見ても T が public メソッドの clone() を持っているのか、いないのかコンパイル時に判断できません。

従ってこのコードを実行すると基底クラスの Object クラスの clone() メソッド(private メソッド)が呼ばれる可能性があります。そのためコンパイラは「(Object の)clone() は public じゃないから呼べません」とエラーを出すのです。

clone() を呼ばずに、以下のようなコードに直せばコンパイルが通ります。しかしこのコードで生成される T のコピーはあくまでも「シャローコピー」ですから、T がシャローコピーでコピーしきれない要素を持っていたときに破綻します。


copy.add(get(i)); //OK

配列の要素まで「ディープコピー」をするには、T に clone() 関数の定義を強制させる必要があります。これに NewCloneable とでも名前を付けますと、以下のようになります。

Clone を強制する(MyVector2.java)

public interface NewCloneable extends Cloneable {
    public Object clone();
}

class MyVector2<T extends NewCloneable> implements Cloneable {
    T[] items;
    
    public Object clone() {
        MyVector2<T> copy = new MyVector2<T>();
        
        for (int i = 0; i < items.length; i++) {
            copy.items[i] = (T)(items[i].clone()); //OK
        }
        return copy;
    }
}

新しく作った MyVector2 クラスは「ディープコピー」ができるようになりました。しかしこのクラスは全く使い物になりません。なぜなら NewCloneable を継承するクラスは標準クラスライブラリに存在しないからです。つまり何を言っているのかというと、


MyVector<Integer> v1;  //OK
MyVector2<Integer> v2; //error!!

MyVector と同じ乗りで MyVector2 を使おうとすると「Integer は NewCloneable を実装してないからダメ」と怒られます。せっかくの Generics なのに自分で作ったクラスしかぶち込めないんじゃ、ちょっとあんまりですよね。

それならと、Integer を継承して NewCloneable を実装したクラス NewInteger を定義しよう!と思っても Integer は final 宣言されていて継承できません。MyVector2 はますます役立たずです。

結局はシャローコピーで我慢せよってことですかね。もしくは clone() なんか実装すんじゃねーよってことでしょうか…。

[編集者: すずき]
[更新: 2008年 2月 15日 01:09]
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