泛型的基本使用
泛型最常用于类和接口的定义中。例如:
class Box<T>(t: T) {
var value = t
}
val box: Box<Int> = Box(1)
在这个例子中,Box类有一个泛型参数T,这意味着你可以用任何类型来实例化Box,上述代码中使用的是Int类型。
泛型函数和属性
你也可以在函数中使用泛型:
fun <T> singletonList(item: T): List<T> {
return listOf(item)
}
val intList = singletonList(1) // 推断出 List<Int>
在这里,singletonList 是一个泛型函数,它接收一个类型为 T 的参数,并返回一个 List<T>。
泛型约束
你可以限制泛型参数的类型范围,这被称为“泛型约束”。使用where关键字可以指定一个泛型必须满足的一个或多个约束。
fun <T> ensureTrailingPeriod(seq: T)
where T : CharSequence, T : Appendable {
if (!seq.endsWith('.')) {
seq.append('.')
}
}
val myStringBuilder = StringBuilder("Hi")
ensureTrailingPeriod(myStringBuilder)
在这个例子中,ensureTrailingPeriod 函数的类型参数 T 必须同时是 CharSequence 和 Appendable 的子类型。
类型擦除和 reified 类型参数
Kotlin 中的泛型在运行时会被擦除,这意味着泛型参数的具体类型信息在运行时不可用。为了解决这个问题,Kotlin 引入了reified泛型参数,但它只能在内联函数中使用。
inline fun <reified T> isA(value: Any) = value is T
val x = 42
println(isA<Int>(x)) // 输出 true
在这里,isA函数使用reified关键字使泛型参数T在函数内部实际化,从而使得在运行时可以检查value是否为T类型。
协变与逆变
Kotlin 支持泛型的协变与逆变:
协变(covariance)
允许你将子类型对象的集合赋给父类型对象的集合。在 Kotlin 中使用 out 关键字来表示协变。
逆变(contravariance)
允许你将父类型对象的集合赋给子类型对象的集合。在 Kotlin 中使用 in 关键字来表示逆变。
协变描述了这样一种情况:当一个泛型类的类型参数可以接受其自己或它的子类时,我们称这个泛型类为协变的。在协变中:
- 你有一个泛型容器(比如`List<T>`),它可以持有类型`T`。
- 如果这个泛型容器声明成`List<out T>`,那么你可以给它传递`T`或者`T`的任何子类作为类型参数。
- 这意味着如果你有`List<Animal>`,你也可以把`List<Cat>`(假设`Cat`是`Animal`的子类)当作`List<Animal>`来使用。
逆变是协变的反面:当一个泛型类的类型参数可以接受其自己或它的父类时,我们称这个泛型类为逆变的。在逆变中:
- 你有一个泛型容器或泛型函数(如`Consumer<T>`),它可以接受或操作类型`T`的输入。
- 如果这个泛型容器或函数声明成`Consumer<in T>`,那么你可以给它传递`T`或者`T`的任何父类作为类型参数。
- 这意味着如果你有一个专门处理`Animal`的函数,你可以传递`Animal`或者`Animal`的任何超类(比如`Object`)给这个函数。
在协变中,泛型类容纳产生(produce)数据的场景,你可以从中读取数据,而在适当的情况下,子类可以代替父类。在逆变中,泛型类消费(consume)数据的场景,你可以向其写入数据,而在适当的情况下,父类可以代替子类。
举个简单的例子,如果你有一个装苹果的篮子,这个篮子可以被看作装水果的篮子是协变的;如果你需要一个可以接受任何水果放入的篮子,那个可以接受苹果放入的篮子就是逆变的。