Autoboxing

Java プログラマならだれでも知っていることですが、int (またはその他のプリミティブ値) をコレクションに置くことはできません。コレクションはオブジェクト参照だけを保持できるため、プリミティブ値は適切なラッパークラス (int の場合は Integer) に「詰める (box)」必要があります。オブジェクトをコレクションから取り出すときは、格納した Integer を取得します。int が必要な場合は、intValue メソッドを使用して、Integer から「取り出す (unbox)」必要があります。これらはすべて煩しい操作であり、コードが複雑化します。Autoboxing/Unboxing 機能により、この処理が自動化され、余分な作業やコードの複雑さがなくなります。

次の例では、ジェネリクスおよび for-each ループを使用した Autoboxing/Unboxing 機能を示します。この 10 行足らずのコードで、コマンド行に現れる語の出現頻度を計算し、アルファベット順に出力します。

import java.util.*;

// Prints a frequency table of the words on the command line
public class Frequency {
   public static void main(String[] args) {
      Map<String, Integer> m = new TreeMap<String, Integer>();
      for (String word : args) {
          Integer freq = m.get(word);
          m.put(word, (freq == null ? 1 : freq + 1));
      }
      System.out.println(m);
   }
}

java Frequency if it is to be it is up to me to do the watusi
{be=1, do=1, if=1, is=2, it=2, me=1, the=1, to=3, up=1, watusi=1}

まず、String から Integer へのマップを宣言し、コマンド行に出現する語の出現回数を関連付けます。次に、コマンド行の各語を反復処理します。それぞれの語について、マップ内で語を検索します。改訂した語のエントリをマップに入力します。この操作を行なっている行 (緑色で強調表示) には、Autoboxing/Unboxing 機能の両方が含まれています。新しい値を計算して語に割り当てるには、まず現在の値 (freq) を確認します。この値が null の場合は、今回が最初の出現になるため、マップに 1 を入力します。そうでない場合は、これまでの出現回数に 1 を足し、その値をマップに入力します。もちろん int をマップに入力したり、Integer に 1 を足すことはできません。実際は、freq に 1 を足すために自動的に Unboxing され、int 型の式になります。条件式内の代替式の両方が int 型であるため、この条件式自体も int になります。この int 値をマップに入力するために、Integer に Autoboxing します。

この操作全体の結果として、いくつかの注意点を除いて、int と Integer の区別をほとんど無視することができるのです。Integer 式では、null 値を使用できます。null を自動的に Unboxing しようとすると、NullPointerException がスローされます。== 演算子は参照の同一性比較を Integer 式で実行し、値の等価性比較を int 式で実行します。最後に、Autoboxing/Unboxing は自動的に行われますが、パフォーマンス上の負荷はかかります。

次に、Autoboxing/Unboxing 機能について、別のサンプルプログラムを示します。int 配列を取る static ファクトリであり、配列に基づく Integer の List を返します。この 10 行足らずのコードで、このメソッドは、int 配列に基づいて List インタフェースの豊富な機能を提供します。リストに対するすべての変更は、配列に書き込まれます。逆も同様です。Autoboxing/Unboxing 機能の行は、緑色で強調表示されています。

// List adapter for primitive int array
public static List<Integer> asList(final int[] a) {
    return new AbstractList<Integer>() {
        public Integer get(int i) { return a[i]; }
        // Throws NullPointerException if val == null
        public Integer set(int i, Integer val) {
            Integer oldVal = a[i];
            a[i] = val;
            return oldVal;
        }
        public int size() { return a.length; }
    };
}

結果のリストのパフォーマンスは良くありません。これは、Autoboxing/Unboxing が get または set 操作ごとに行われるためです。このコードは、たまに使用するのであれば十分高速ですが、パフォーマンスが重要となる内部ループで使用することは避けてください。

Autoboxing/Unboxing 機能は、参照型とプリミティブとの間に「インピーダンスミスマッチ」がある場合にだけ使用してください。たとえば数値をコレクションに入れる必要がある場合です。Autoboxing/Unboxing 機能を科学計算やパフォーマンスが重要な数値コードに使用することは、適切ではありません。Integer は int の代わりになりません。Autoboxing/Unboxing 機能により、プリミティブ型と参照型の区別があいまいになりますが、取り除かれるわけではありません。

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