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Kotlin 泛型详解
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概述
一般类和函数,只能使用具体的类型:要么是基本类型,要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的代码,这种刻板的约束对代码的限制很大。而OOP的多态采用了一种泛化的机制,在SE 5种,Java引用了泛型。泛型,即“参数化类型”。一提到参数,最熟悉的就是定义方法时有形参,然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢?顾名思义,就是将类型由原来的具体的类型参数化,类似于方法中的变量参数,此时类型也定义成参数形式(可以称之为类型形参),然后在使用/调用时传入具体的类型(类型实参)。
在Kotlin中,依然可以使用泛型,解耦类与函数与所用类型之间的约束,甚至是使用方法都与Java一致。
泛型类
声明一个泛型类
class Box(t: T) { var value = t }
通常, 要创建这样一个类的实例, 我们需要指定类型参数:
val box: Box= Box (1)
但是, 如果类型参数可以通过推断得到, 比如, 通过构造器参数类型, 或通过其他手段推断得到, 此时允许省略类型参数:
val box = Box(1) // 1 的类型为 Int, 因此编译器知道我们创建的实例是 Box<Int> 类型
泛型函数
泛型函数与其所在的类是否是泛型没有关系。泛型函数使得该函数能够独立于其所在类而产生变化。在
下面我们声明了一个泛型函数doPrintln,当T是一个Int类型时,打印其个位的值;如果T是String类型,将字母全部大写输出;如果是其他类型,打印“T is not Int and String”。
fun main(args: Array) { val age = 23 val name = "Jone" val person = true doPrintln(age) // 打印:3 doPrintln(name) // 打印:JONE doPrintln(person) // 打印:T is not Int and String } fun doPrintln(content: T) { when (content) { is Int -> println(content % 10) is String -> println(content.toUpperCase()) else -> println("T is not Int and String") } }
注:
擦除的神秘之处
下面我们先看一段代码:
class Box(t : T) { var value = t } fun main(args: Array ) { var boxInt = Box (10) var boxString = Box ("Jone") println(boxInt.javaClass) // 打印:class com.teaphy.generic.Box println(boxString.javaClass) // 打印:class com.teaphy.generic.Box }
现声明了一个泛型类Box
不管是Java还是Kotlin,泛型都是使用擦除来实现的,这意味着当你在使用泛型时,任务具体的类型信息都被擦除的,你唯一知道的就是你再使用一个对象。比如,Box
类型协变
在类型声明时,使用协变注解修饰符(in或者out)。于这个注解出现在类型参数的声明处, 因此我们称之为声明处的类型变异。如果在使用泛型时,使用了该类型编译了会有什么效果呢?
假设我们有一个泛型接口Source
internal interface Source{ fun mapT(t: T): Unit fun nextR(): R }
从上面的解释中,我们可以清楚的知道了协变注解in和out的用意,其实际上是定义了类型参数在该类或者接口的用途,是用来消费的还是用来返回的,对其做了相应的限定。
类型投射
上面我们已经了解到了协变注解in和out的用意,下面我们将会用in和out,做一件有意义的事,看下面代码
fun copy(from: Array, to: Array ) { // ... } fun fill(dest: Array , value: String) { // ... }
对于copy函数中中,from的泛型参数使用了协变注解out修饰,意味着该参数不能在该函数中消费,也就是说在该函数中禁止对该参数进行任何操作。
对于fill函数中,dest的泛型参数使用了协变注解in修饰,Array
这种声明在Kotlin中称为类型投射(type projection),类型投射的主要用于对参数做了相对因的限定,避免了对该参数类的不安全操作。
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):
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
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
泛型约束
对于一个给定的类型参数, 所允许使用的类型, 可以通过泛型约束(generic constraint) 来限制。
上界
最常见的约束是 上界(upper bound):
fun> sort(list: List ) { // ... }
冒号之后指定的类型就是类型参数的 上界(upper bound): 对于类型参数 T , 只允许使用 Comparable
sort(listOf(1, 2, 3)) // 正确: Int 是 Comparable<Int> 的子类型 sort(listOf(HashMap())) // 错误: HashMap 不是 Comparable > 的子类型
如果没有指定, 则默认使用的上界是 Any? . 在定义类型参数的尖括号内, 只允许定义唯一一个上界. 如果同一个类型参数需要指定多个上界, 这时就需要使用单独的 where 子句:
funcloneWhenGreater(list: List , threshold: T): List where T : Comparable, T : Cloneable { return list.filter { it > threshold }.map { it.clone() } }
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