Kotlin学习笔记（10）- 泛型

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Kotlin学习笔记（13）- 函数式编程
Kotlin学习笔记（14）- lambda

一、java泛型

泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。 Java语言引入泛型的好处是安全简单。

泛型的好处是在编译的时候检查类型安全，并且所有的强制转换都是自动和隐式的，以提高代码的重用率。

——引自“百度百科，java泛型”

java泛型大家应该都有所了解，个人理解的话，泛型就是用同样的逻辑处理不同类型的数据。在思想上和方法类似，方法是用相同的逻辑处理不同值的数据，而泛型是用相同的逻辑处理不同类型的数据，都是封装与抽象思想的应用。下面简单总结一下java中泛型的知识点。

1.用在类上

class Data<T>{}

2.用在接口上

interface Data<T>{}

3.用在方法上

public <T> void data(T t){}

4.类型通配符

用?表示任何类型，结合extends和super关键字，可以限定类型的上限和下限。

class Data<T>{}

// extends关键字限定类型上限，表示类型必须是String或String的子类
public void dataUpper(Data<? extends String> d){}

// super关键字限定类型下限，表示类型必须是String或String的父类
public void dataLower(Data<? super String> d){}

《 EffectiveJava》中解析，使用通配符为了提高API的使用灵活性（Use bounded wildcards to increase APIflexibility）。

5.泛型类型不可变

例如String是Object的子类，但是List<String>却不是List<Object>的子类

String a = "";
Object b = a;       // OK, String是Object的子类
List<String> c = new ArrayList<>();
List<Object> d = c; // Error，编译错误，泛型类型不可变，所以List<String>和List<Object>是两个类型

二、Kotlin泛型

kotlin中的泛型，和java中大体是相同的，也有很多相似的特性。这其实很好理解，因为这些特性确实是面向对象思想的很好体现。

1.泛型类

class Data<T>(var t : T)

2.泛型接口

interface Data<T>

3.泛型函数

fun <T> logic(t : T){}

4.类型擦除

在上面的java泛型特性中没有讲到这一点，其实是相同的，我们先来看一段代码

class Data<T>{}

Log.d("test", Data<Int>().javaClass.name)
Log.d("test", Data<String>().javaClass.name)

// 输出
com.study.jcking.weatherkotlin.exec.Data
com.study.jcking.weatherkotlin.exec.Data

声明了一个泛型类Data<T>，并实现了两种不同类型的实例。但是在获取类名是，却发现得到了同样的结果com.study.jcking.weatherkotlin.exec.Data，这其实是在编译期擦除了泛型类型声明。那么我们考虑这样一个问题：

var a : ArrayList<Int>
var b : ArrayList<Any> = a
b.add("c")

如果泛型是类型擦除的，那么上面的代码应该是可以执行的。但是我们都知道这其实是不应该被允许的。而事实上，这确实是不被允许的，这就要说到之前提到的java泛型的不可变性了，在kotlin中也是一样的。所以上面的代码，其实在第二行编辑器就已经报错了。

5.类型协变

那么既然泛型类型是不可变的，那么我们再考虑一个问题

open class A
class B : A()

fun copy(from: Array<A>, to: Array<A>) {
    for (i in from.indices)
        to[i] = from[i]
}

var arrayA : Array<A> = arrayOf(A(), A())
var arrayB : Array<B> = arrayOf(B(), B())
copy(arrayB, arrayA)

我们定义了open类A和类B，并让B继承A，定义了一个copy函数。在下面调用copy方法时，我们传入的第一个参数是Array<B>类型的，按照泛型类型的不可变性，这里编辑器确实给出了错误提示。但是我们知道B是A的子类，我们不希望将arrayB放到一个Array<A>中再进行调用，这无疑是很烦琐很不聪明的。

在java中，我们可以用通配符解决这个问题

public void copy(Array<? extends A> from, Array<A> to){}

在kotlin中，同样为我们准备了解决方案，那就是协变注解修饰符：in以及out。我们来看一个接口

internal interface Source<in T, out R> {
    fun mapT(t: T): Unit
    fun nextR(): R
}

in T：来确保Source的成员函数只能消费T类型，而不能返回T类型，我们也称in修饰的参数为“消费者”

out R：来确保Source的成员函数只能返回R类型，而不能消费R类型，我们也称out修饰的参数为“生产者”

那么我们再来看之前的copy问题，fun copy(from: Array<A>, to: Array<A>)，可以看出，from是生产者，to是消费者。我们可以改成这样

fun copy(from: Array<out A>, to: Array<in A>) {
    for (i in from.indices)
        to[i] = from[i]
}

var arrayA : Array<A> = arrayOf(A(), A())
var arrayB : Array<B> = arrayOf(B(), B())
copy(arrayB, arrayA)

编译通过！

关于out和in这两个关键字，我自己是这么记忆的。out是用来输出的，所以只能作为返回类型；in是用来输入的，所以只能作为消费类型。而从上面的copy方法中可以看出，out类似于java中的extends，用来界定类型上限，in类似于java中的super，用来界定类型下限

6.星号投射

有些时候, 你可能想表示你并不知道类型参数的任何信息, 但是仍然希望能够安全地使用它. 这里所谓”安全地使用”是指, 对泛型类型定义一个类型投射, 要求这个泛型类型的所有的实体实例, 都是这个投射的子类型.

对于这个问题, Kotlin 提供了一种语法, 称为 星号投射(star-projection):

• 假如类型定义为 Foo<out T> , 其中 T 是一个协变的类型参数, 上界(upper bound)为 TUpper ,Foo<*> 等价于 Foo<out TUpper> . 它表示, 当 T 未知时, 你可以安全地从 Foo<*> 中 读取TUpper 类型的值.
• 假如类型定义为 Foo<in T> , 其中 T 是一个反向协变的类型参数, Foo<*> 等价于 Foo<in Nothing> . 它表示, 当 T 未知时, 你不能安全地向 Foo<*> 写入 任何东西.
• 假如类型定义为 Foo<T> , 其中 T 是一个协变的类型参数, 上界(upper bound)为 TUpper , 对于读取值的场合, Foo<*> 等价于 Foo<out TUpper> , 对于写入值的场合, 等价于 Foo<in Nothing> .

如果一个泛型类型中存在多个类型参数, 那么每个类型参数都可以单独的投射. 比如, 如果类型定义为interface Function<in T, out U> , 那么可以出现以下几种星号投射:

1. Function<*, String> , 代表 Function<in Nothing, String> ;
2. Function<Int, *> , 代表 Function<Int, out Any?> ;
3. Function<*, *> , 代表 Function<in Nothing, out Any?> .

注意: 星号投射与 Java 的原生类型(raw type)非常类似, 但可以安全使用