はじめに

Kotlin のジェネリクスには 3 つの変性 (variance) モードがあります：

変性の種類	Kotlin キーワード	Java 記法	意味
共変	`out`	`? extends T`	出すだけ（読み取り専用）
反変	`in`	`? super T`	入れるだけ（書き込み専用）
不変	（なし）	`T`	両方使えるが、代入不可（安全のため）

1. 不変 (invariant) とは？

不変とは、**「型パラメータのサブタイプ関係が維持されない」**ことです。
つまり、

Box<String> と Box<Any> の間には継承関係がない。

class Box<T>(var value: T)

val stringBox: Box<String> = Box("Hello")
// val anyBox: Box<Any> = stringBox // ❌ コンパイルエラー

Box<T> は不変なので、型を変えて代入することはできません。

2. なぜ不変なのか？

もし Box<String> を Box<Any> として扱えたら、
次のような危険なコードが通ってしまいます。

class Box<T>(var value: T)

val stringBox: Box<String> = Box("Hello")
val anyBox: Box<Any> = stringBox // 仮に許可されたとしたら...

anyBox.value = 123 // Int を代入
println(stringBox.value) //  String じゃなくなってしまう！

これが 型安全性の破壊。
Kotlin はこの危険を避けるために、
T を invariant（不変） にすることで「代入禁止」にしています。

3. 不変はデフォルト

Kotlin のジェネリクスは、明示しない限りすべて不変 です。

class Container<T>(val item: T)

val a: Container<String> = Container("A")
// val b: Container<Any> = a // ❌ 不変なので代入できない

不変をベースにして、必要に応じて out または in を明示する設計が Kotlin の基本思想です。

4. 使い分けの指針

シーン	修飾子	例	意味
出力専用（返すだけ）	`out`	`List<out T>`	読み取り専用。共変。
入力専用（受け取るだけ）	`in`	`MutableList<in T>`	書き込み専用。反変。
入力・出力どちらも使う	（なし）	`MutableList<T>`	不変（安全のため代入禁止）。

5. 例：`MutableList<T>` は不変

val strings: MutableList<String> = mutableListOf("A", "B")
// val anys: MutableList<Any> = strings // ❌ 不変なので代入不可

MutableList<T> は 読み書き両方できる ため、
安全性を保つために 不変 (invariant) に設計されています。

6. 関数型との関係

関数型 (A) -> B は、入力と出力が自動的に変性指定されています：

部分	変性	意味
引数（A）	`in`（反変）	消費する
戻り値（B）	`out`（共変）	生み出す

逆に、クラスの型パラメータが入出力両方に使われている 場合は不変になります。

class Transformer<T> {
    fun input(value: T) { /* in */ }
    fun output(): T { /* out */ TODO() }
}

T が in/out の両方に使われているため、安全性のために不変でなければなりません。

まとめ

概念	Kotlin 記法	意味	代入関係
共変 (Covariant)	`out`	出力専用	サブタイプ可（`Producer<String>` → `Producer<Any>`)
反変 (Contravariant)	`in`	入力専用	逆サブタイプ可（`Consumer<Number>` → `Consumer<Int>`)
不変 (Invariant)	なし	入出力両方	代入不可（安全性優先）