【Kotlin】Kotlin における PECS 原則（Producer Extends, Consumer Super）

はじめに

ジェネリクスの「変性（variance）」を理解するとき、
Java ではしばしば PECS 原則 が引用されます。
これは「共変 (out)」「反変 (in)」を直感的に理解する助けになります。

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1. PECS 原則とは？

PECS = Producer Extends, Consumer Super

Java のワイルドカード型（? extends T, ? super T）を理解するための経験則であり、
Kotlin の out / in にもそのまま対応します。

英語	意味	Kotlin の対応
Producer Extends	値を「生み出す（出す）」型は extends	out
Consumer Super	値を「消費する（受け取る）」型は super	in

つまり：

• 出力側 (Producer) → 共変 (out)
• 入力側 (Consumer) → 反変 (in)

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2. 例：Producer（出力）

データを「生み出す」クラスは 共変 (out) にすべきです。

class Producer<out T>(private val value: T) {
    fun produce(): T = value
}

val stringProducer: Producer<String> = Producer("Hello")
val anyProducer: Producer<Any> = stringProducer // OK（共変）
println(anyProducer.produce()) // Hello

Producer<String> は「String を生み出す」だけなので、
「Any を生み出す」として扱っても安全です。

Java での同義語：

Producer<? extends Any>

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3. 例：Consumer（入力）

データを「受け取る」クラスは 反変 (in) にすべきです。

class Consumer<in T> {
    fun consume(value: T) {
        println("Consumed: $value")
    }
}

val numberConsumer: Consumer<Number> = Consumer()
val intConsumer: Consumer<Int> = numberConsumer // OK（反変）

intConsumer.consume(42) // Consumed: 42

Consumer<Number> は「Number（親型）」を受け取れるので、
Consumer<Int>（子型）として扱っても問題ありません。

Java での同義語：

Consumer<? super Int>

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4. PECS をイメージで理解する

Producer → out → 出すだけ（読み取り専用）
Consumer → in  → 入れるだけ（書き込み専用）
┌───────────────────────────┐
│  Producer (out)           │
│  ┌──────────────┐        │
│  │  produce():T  │───▶    │
│  └──────────────┘        │
└───────────────────────────┘

┌───────────────────────────┐
│  Consumer (in)            │
│  ◀─── consume(value:T)    │
└───────────────────────────┘

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5. 関数型にも当てはまる

Kotlin の関数型 (A) -> B も、PECS の原則そのものです。

位置	役割	変性	キーワード
引数 (A)	消費者 (Consumer)	反変	in
戻り値 (B)	生産者 (Producer)	共変	out

val f: (Number) -> String = { "Number: $it" }
val g: (Int) -> Any = f // OK

引数（in）は Number → Int の方向（反変）
戻り値（out）は String → Any の方向（共変）

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6. まとめ：PECS のルールを Kotlin に置き換えると

役割	Java 記法	Kotlin 記法	説明
Producer（出力）	? extends T	out T	出すだけ。共変。読み取り専用。
Consumer（入力）	? super T	in T	入れるだけ。反変。書き込み専用。

覚え方：

PECS = "Producer Extends, Consumer Super"
Kotlin では “Producer out, Consumer in”

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7. 実践例：共変＋反変の組み合わせ

interface Transformer<in I, out O> {
    fun transform(input: I): O
}

class StringLengthTransformer : Transformer<String, Int> {
    override fun transform(input: String): Int = input.length
}

val t: Transformer<CharSequence, Number> = StringLengthTransformer()
println(t.transform("Hello")) // 5

I（入力）は in（反変）
O（出力）は out（共変）

つまり、PECS 原則をそのまま型変換に適用しています。

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まとめ

キーワード	方向	例	安全な操作	原則
out	出すだけ	Producer<out T>	読み取り専用	Producer Extends
in	入れるだけ	Consumer<in T>	書き込み専用	Consumer Super

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覚え方の語呂：

「出すなら out、入れるなら in」
「Producer Extends, Consumer Super（PECS）」