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2010/06/06 23:55
.NET Framework 4.0 から、遅延初期化を行うためのクラスが新しく追加されました。

Lazy(T) クラス (System)

遅延初期化と聞いてすぐに連想されるのはレイジーロードパターンです。
以前、仮想プロキシによるレイジーロードについての記事を書きました。
今回、VirtualList<T> クラスの実装を、Lazy<T> クラスを使用するように変更してみます。

VirtualList<T> クラス
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// リストの仮想プロキシです。
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
[Serializable]
public sealed class VirtualList<T> : IList<T>
{
    #region Constructors

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> クラスの新しいインスタンスを初期化します。
    /// </summary>
    /// <param name="loader">ローダー。</param>
    /// <param name="isThreadSafeWhenLoading">
    /// このインスタンスの遅延初期化処理をスレッドセーフにする場合は true。
    /// このインスタンスの遅延初期化処理をスレッドセーフにしない場合は false。
    /// </param>
    /// <exception cref="System.ArgumentNullException">引数 loader が null です。</exception>
    public VirtualList(IListLoader<T> loader, bool isThreadSafeWhenLoading = true)
        : this(loader.Load, isThreadSafeWhenLoading)
    {
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> クラスの新しいインスタンスを初期化します。
    /// </summary>
    /// <param name="loader">ローダー。</param>
    /// <param name="isThreadSafeWhenLoading">
    /// このインスタンスの遅延初期化処理をスレッドセーフにする場合は true。
    /// このインスタンスの遅延初期化処理をスレッドセーフにしない場合は false。
    /// </param>
    /// <exception cref="System.ArgumentNullException">引数 loader が null です。</exception>
    public VirtualList(Func<IList<T>> loader, bool isThreadSafeWhenLoading = true)
    {
        if (loader == null)
        {
            throw new ArgumentNullException("loader");
        }
        this._lazyLoader = new Lazy<IList<T>>(loader, isThreadSafeWhenLoading);
    }

    #endregion

    #region Fields

    /// <summary>
    /// レイジーローダーを取得します。
    /// </summary>
    private readonly Lazy<IList<T>> _lazyLoader;

    #endregion

    #region Properties

    /// <summary>
    /// ソースリストを取得します。
    /// </summary>
    private IList<T> Items
    {
        get
        {
            return this._lazyLoader.Value;
        }
    }

    #endregion

    #region IList<T> メンバ

    /// <summary>
    /// 指定したインデックスにある要素を取得または設定します。
    /// </summary>
    /// <param name="index">取得または設定する要素の、0 から始まるインデックス番号。</param>
    /// <returns>指定したインデックスにある要素。</returns>
    /// <exception cref="System.NotSupportedException">このプロパティが設定されていますが、VirtualList&lt;T> が読み取り専用です。</exception>
    /// <exception cref="System.ArgumentOutOfRangeException">index が VirtualList&lt;T>  の有効なインデックスではありません。</exception>
    public T this[int index]
    {
        get
        {
            return this.Items[index];
        }
        set
        {
            this.Items[index] = value;
        }
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> 内での指定した項目のインデックスを調べます。
    /// </summary>
    /// <param name="item">IList&lt;T> 内で検索するオブジェクト。</param>
    /// <returns>リストに存在する場合は item のインデックス。それ以外の場合は -1。</returns>
    public int IndexOf(T item)
    {
        return this.Items.IndexOf(item);
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> の指定したインデックス位置に項目を挿入します。
    /// </summary>
    /// <param name="index">VirtualList&lt;T> に挿入するオブジェクト。</param>
    /// <param name="item">item を挿入する位置の、0 から始まるインデックス番号。</param>
    /// <exception cref="System.NotSupportedException">VirtualList&lt;T> は読み取り専用です。</exception>
    /// <exception cref="System.ArgumentOutOfRangeException">index が VirtualList&lt;T> の有効なインデックスではありません。</exception>
    public void Insert(int index, T item)
    {
        this.Items.Insert(index, item);
    }

    /// <summary>
    /// 指定したインデックス位置の VirtualList&lt;T> 項目を削除します。
    /// </summary>
    /// <param name="index">削除する項目の 0 から始まるインデックス。</param>
    /// <exception cref="System.NotSupportedException">VirtualList&lt;T> は読み取り専用です。</exception>
    /// <exception cref="System.ArgumentOutOfRangeException">index が VirtualList&lt;T> の有効なインデックスではありません。</exception>
    public void RemoveAt(int index)
    {
        this.Items.RemoveAt(index);
    }

    #endregion

    #region ICollection<T> メンバ

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> に格納されている要素の数を取得します。
    /// </summary>
    public int Count
    {
        get
        {
            return this.Items.Count;
        }
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> が読み取り専用かどうかを示す値を取得します。
    /// </summary>
    public bool IsReadOnly
    {
        get
        {
            return this.Items.IsReadOnly;
        }
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> に項目を追加します。
    /// </summary>
    /// <param name="item">VirtualList&lt;T> に追加するオブジェクト。</param>
    /// <exception cref="System.NotSupportedException">VirtualList&lt;T> は読み取り専用です。</exception>
    public void Add(T item)
    {
        this.Items.Add(item);
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> からすべての項目を削除します。
    /// </summary>
    /// <exception cref="System.NotSupportedException">VirtualList&lt;T> は読み取り専用です。</exception>
    public void Clear()
    {
        this.Items.Clear();
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> に特定の値が格納されているかどうかを判断します。
    /// </summary>
    /// <param name="item">VirtualList&lt;T> 内で検索するオブジェクト。</param>
    /// <returns>item が VirtualList&lt;T> に存在する場合は true。それ以外の場合は false。</returns>
    public bool Contains(T item)
    {
        return this.Items.Contains(item);
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> の要素を System.Array にコピーします。System.Array の特定のインデックスからコピーが開始されます。
    /// </summary>
    /// <param name="array">VirtualList&lt;T> から要素がコピーされる 1 次元の System.Array。System.Array には、0 から始まるインデックス番号が必要です。</param>
    /// <param name="arrayIndex">コピーの開始位置となる、array の 0 から始まるインデックス番号。</param>
    /// <exception cref="System.ArgumentException">
    /// array が多次元です。
    /// またはarrayIndex が array の長さ以上です。
    /// またはコピー元の VirtualList&lt;T> の要素数が、arrayIndex からコピー先の array の末尾までに格納できる数を超えています。
    /// または型 T をコピー先の array の型に自動的にキャストすることはできません。
    /// </exception>
    /// <exception cref="System.ArgumentNullException">array が null です。</exception>
    /// <exception cref="System.ArgumentOutOfRangeException">arrayIndex が 0 未満です。</exception>
    public void CopyTo(T[] array, int arrayIndex)
    {
        this.Items.CopyTo(array, arrayIndex);
    }

    /// <summary>
    /// VirtualList&lt;T> 内で最初に見つかった特定のオブジェクトを削除します。
    /// </summary>
    /// <param name="item">VirtualList&lt;T> から削除するオブジェクト。</param>
    /// <returns>
    /// item が VirtualList&lt;T> から正常に削除された場合は true。それ以外の場合は false。
    /// このメソッドは、item が元の VirtualList&lt;T> に見つからない場合にも false を返します。
    /// </returns>
    /// <exception cref="System.NotSupportedException">VirtualList&lt;T> は読み取り専用です。</exception>
    public bool Remove(T item)
    {
        return this.Items.Remove(item);
    }

    #endregion

    #region IEnumerable<T> メンバ

    /// <summary>
    /// コレクションを反復処理する列挙子を返します。
    /// </summary>
    /// <returns>コレクションを反復処理するために使用できる System.Collections.Generic.IEnumerator&lt;T>。</returns>
    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return this.Items.GetEnumerator();
    }

    #endregion

    #region IEnumerable メンバ

    /// <summary>
    /// コレクションを反復処理する列挙子を返します。
    /// </summary>
    /// <returns>コレクションを反復処理するために使用できる System.Collections.IEnumerator オブジェクト。</returns>
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return ((System.Collections.IEnumerable)this.Items).GetEnumerator();
    }

    #endregion
}



IListLoader<T> インターフェイス
using System;
using System.Collections.Generic;

/// <summary>
/// リストのローダーです。
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
public interface IListLoader<T>
{
    /// <summary>
    /// リストをロードします。
    /// </summary>
    /// <returns>リスト。</returns>
    IList<T> Load();
}



VirtualList<T> クラスに Lazy<T> クラスを導入したことで、状態管理が不要になりました。
そして、遅延初期化処理をスレッドセーフにすることができるようになりました。

以前の実装のように、Lazy<T> クラスを使わずとも遅延初期化処理を実装することは容易です。
しかし、 Lazy<T> クラスを使用すれば、遅延初期化処理のスレッドセーフも容易に保証できるようになります。












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