Kotlin-泛型—泛型（二十八）

class Data<T>(val t:T)//泛型类


 fun <T> play(i:Int){ //泛型方法
    println(i)
 }

 interface onclick<T>{ //泛型接口
    fun click(t:T)
 } 


 val data = Data<String>("hello")//类实现

 val p = play<Int>(1) //方法实现

 class Data<T>(val t:T):onclick<T>{ //接口实现
    override fun click(t: T) {
        println(t)
    }
 }

class Box<T>(t: T) {
    var value = t
}

创建类的示例时我们需要指定类型参数:

val box: Box<Int> = Box<Int>(1)
// 或者
val box = Box(1) // 编译器会进行类型推断，1 类型 Int，所以编译器知道我们说的是 Box<Int>。

以下示例向泛型类 Box 传入整型数据和字符串：

class Box<T>(t : T) {
    var value = t
}
fun main(args: Array<String>) {
    var boxInt = Box<Int>(10)
    var boxString = Box<String>("Nhooo")
    println(boxInt.value)
    println(boxString.value)
}

输出结果为：

10
Nhooo

定义泛型类型变量，可以完整地写明类型参数，如果编译器可以自动推定类型参数，也可以省略类型参数。

Kotlin 泛型函数的声明与 Java 相同，类型参数要放在函数名的前面：

fun <T> boxIn(value: T) = Box(value)
// 以下都是合法语句
val box4 = boxIn<Int>(1)
val box5 = boxIn(1)     // 编译器会进行类型推断

在调用泛型函数时，如果可以推断出类型参数，可以省略泛型参数。

以下示例创建了泛型函数 doPrintln，函数根据传入的不同类型做相应处理：

fun main(args: Array<String>) {
    val age = 23
    val name = "nhooo"
    val bool = true
    doPrintln(age)    // 整型
    doPrintln(name)   // 字符串
    doPrintln(bool)   // 布尔型
}
fun <T> doPrintln(content: T) {
    when (content) {
        is Int -> println("整型数字为 $content")
        is String -> println("字符串转换为大写：${content.toUpperCase()}")
        else -> println("T 不是整型，也不是字符串")
    }
}

输出结果为：

整型数字为 23
字符串转换为大写：nhooo
T 不是整型，也不是字符串

sealed class List<T> {
    object Nil : List<Nothing>(){
        override fun toString(): String {
            return "Nil"
        }
    }
    data class Cons<E>(val head: E, val tail: List<E>) : List<E>(){
        override fun toString(): String {
            return "$head, $tail"
        }
    }

    fun joinToString(sep: Char = ','): String {
        return when(this){
            Nil -> "Nil"
            is Cons -> "${this.head}$sep${this.tail.joinToString(sep)}"
        }
    }
}

fun main() {
    val list = List.Cons(1.0, List.Nil) // 报错 List<Nothing> 不等于 List<E>
}

类型约束

我们可以使用泛型约束来设定一个给定参数允许使用的类型。

Kotlin 中使用 : 对泛型的类型上限进行约束。

最常见的约束是上界(upper bound)：

fun <T : Comparable<T>> sort(list: List<T>) {
    // ……
}

Comparable 的子类型可以代替 T。例如:

sort(listOf(1, 2, 3)) // OK。Int 是 Comparable<Int> 的子类型
sort(listOf(HashMap<Int, String>())) // 错误：HashMap<Int, String> 不是 Comparable<HashMap<Int, String>> 的子类型

默认的上界是 Any?。

对于多个上界约束条件，可以用 where 子句：

fun <T> copyWhenGreater(list: List<T>, threshold: T): List<String>
    where T : CharSequence,
          T : Comparable<T> {
    return list.filter { it > threshold }.map { it.toString() }
}

例子：


//泛型约束 <占位符:类型>
fun <T:Number> play(vararg param: T):Double{
    return param.sumByDouble { it.toDouble() }
}

//多个约束，T有多个上限 , where T:类型,T:类型 
fun <T> getBetterBig(list:Array<T>,threhold:T):List<T> 
where T:Number,T:Comparable<T>{
    return list.filter { it>= threhold }.sorted()
}

类似的还有Map类，它的K 和V泛型都进行了约束：

class Map<K, V> where K : Serializable, V : Comparable<V>

java的泛型

用法和java没什么两样

泛型的型变

声明处的类型变异使用协变注解修饰符：in、out，消费者 in, 生产者 out。

out相当于 Java 上界通配符。

in相当于 Java 下界通配符。

Java 上界通配符<? extends T>

如果 Dog 是 Animal 的子类，但 List<Dog> 并不是 List<Animal> 的子类。
下面的代码会在编译时报错：

        List<Animal> animals = new ArrayList<>();
        List<Dog> dogs = new ArrayList<>();
        animals = dogs; // incompatible types

而使用上界通配符之后，List<Dog> 变成了 List<? extends Animal> 的子类型。

即 animals 变成了可以放入任何 Animal 及其子类的 List。

因此，下面的代码编译是正确的：

        List<? extends Animal> animals = new ArrayList<>();
        List<Dog> dogs = new ArrayList<>();
        animals = dogs;

改成kotlin代码：

fun main() {
    var animals: List<Animal> = ArrayList()
    val dogs = ArrayList<Dog>()
    animals = dogs
}

Java 下界通配符<? super T>

下面的代码因为是协变的，无法添加新的对象。编译器只能知道类型是 Animal 的子类，并不能确定具体类型是什么，因此无法验证类型的安全性。

        List<? extends Animal> animals = new ArrayList<>();
        animals.add(new Dog()); // compile error

使用下界通配符之后，代码编译通过：

        List<? super Animal> animals = new ArrayList<>();
        animals.add(new Dog());

? super Animal 表示 Animal 及其父类。所以 animals 可以接收所有 Animal 的子类添加至该列表中。

Java 的上界通配符和下界通配符符合 PECS 原则。

PECS 原则即 Producer Extends，Consumer Super 。如果参数化类型是一个生产者，则使用 <? extends T>；如果它是一个消费者，则使用 <? super T>。

其中，生产者表示频繁往外读取数据 T，而不从中添加数据。消费者表示只往里插入数据 T，而不读取数据。

Kotlin 与Java型变的比较

     ? 通配符类型
     <? extends T> 表示类型的上界，表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类
     <? super T> 表示类型下界（Java Core中叫超类型限定），表示参数化类型是此类型的超类型（父类型），直至Object

	协变	逆变	不变
Kotlin	<out T>只能作为消费者，只能读取不能添加。	<in T>只能作为生产者，只能添加，读取受限制	<T>既可以添加，也可以读取
Java	<? extends T>只能作为消费者，只能读取不能添加。	<? super T>只能作为生产者，只能添加，读取受限制	<T>既可以添加，也可以读取

不变

这也就是为什么最上面的泛型例子会出错的原因，用协变来解决

协变 out

使用 out 使得一个类型参数协变，协变类型参数只能用作输出，可以作为返回值类型但是无法作为入参的类型：

简单例子：

// 定义一个支持协变的类
class Nhooo<out A>(val a: A) {
    fun foo(): A {
        return a
    }
}
fun main(args: Array<String>) {
    var strCo: Nhooo<String> = Nhooo("a")
    var anyCo: Nhooo<Any> = Nhooo<Any>("b")
    anyCo = strCo
    println(anyCo.foo())   // 输出 a
}

例子：假如去书店买书要买教育书籍，然后去了书店，到书店的教育专栏去买教育书籍可以买到，但是去教育书店也可以买到教育书籍，可如果去教育书店买其他书就买不到了。

在这其实你去书店的教育专栏买教育书籍，实际上是将书店强转为了教育书店

例子：

interface Book

interface EduBook : Book

class BookStore<out T : Book> {
    fun getBook(): T {
        TODO()
    }
}

fun covariant(){
    val eduBookStore: BookStore<EduBook> = BookStore<EduBook>()
    val bookStore: BookStore<Book> = eduBookStore

    val book: Book = bookStore.getBook() //书店只能获取普通的书
    val eduBook : EduBook = eduBookStore.getBook() //教辅书店只能获取教辅书籍
}

简而言之就是用out关键字修饰的泛型就是协变，协变有个继承的关系，比如Int是Number的子类，返回值为协变泛型类型的称为协变点。协变点主要是指输出的类型，用来生成某个实例（生产者）。

如果 A 是 B 的子类型，并且Generic<A> 也是 Generic<B> 的子类型，那么 Generic<T> 可以称之为一个协变类。

任何继承父类的对象都可以插入

子类获取子类，父类获取父类，能提供子类的自然可以提供父类。

逆变 in

in 使得一个类型参数逆变，逆变类型参数只能用作输入，可以作为入参的类型但是无法作为返回值的类型：

简单例子：

// 定义一个支持逆变的类
class Nhooo<in A>(a: A) {
    fun foo(a: A) {
    }
}
fun main(args: Array<String>) {
    var strDCo = Nhooo("a")
    var anyDCo = Nhooo<Any>("b")
    strDCo = anyDCo
}

open class Waste

class DryWaste : Waste()

class Dustbin<in T : Waste> {
    fun put(t: T) {
        TODO()
    }
}

fun contravariant(){
    val dustbin: Dustbin<Waste> = Dustbin<Waste>()
    val dryWasteDustbin: Dustbin<DryWaste> = dustbin

    val waste = Waste()
    val dryWaste = DryWaste()

    //普通垃圾桶可以放入任何垃圾
    dustbin.put(waste)
    dustbin.put(dryWaste)

    //干垃圾桶只能放入干垃圾，不能放普通垃圾
//    dryWasteDustbin.put(waste)
    dryWasteDustbin.put(dryWaste)
}

简而言之就是用in关键字修饰的泛型就是逆变，作为函数输入参数的泛型称为逆变点。逆变点主要是指输入的参数类型，是消费者。并且消费者的继承关系跟协变是相反的。

例子：

abstract class Printer<in E> {

    abstract fun print(value: E): Unit
}

class AnimalPrinter: Printer<Animal>() {

    override fun print(animal: Animal) {
        println("this is animal")
    }
}

class DogPrinter : Printer<Dog>() {

    override fun print(dog: Dog) {
        println("this is dog")
    }
}

fun main() {

    val animalPrinter = AnimalPrinter()
    animalPrinter.print(Animal())

    val dogPrinter = DogPrinter()
    dogPrinter.print(Dog())
}

如果 A 是 B 的子类型，并且 Generic<B> 是 Generic<A> 的子类型，那么 Generic<T> 可以称之为一个逆变类。

只要传入的是它的父类就可以

星投影

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示例, 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<inNothing> . 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:

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

星投影在所有逆变点的下限类型是Nothing, 因此不能用在属性或函数上

星号投影用来表明“不知道关于泛型实参的任何信息”。

类似于 Java 中的无界类型通配符?, Kotlin 使用星号投影*。

*代指了所有类型，相当于Any?。

例如：MutableList<*> 表示的是 MutableList<out Any?>

fun main() {
    val list1 = mutableListOf<String>()
    list1.add("string1")
    list1.add("string2")
    printList(list1)

    val list2 = mutableListOf<Int>()
    list2.add(123)
    list2.add(456)
    printList(list2)
}

fun printList(list: MutableList<*>) {

    println(list[0])
}

正是由于使用 out 修饰以及星号投影的类型不确定性，会导致写入的任何值都有可能跟原有的类型冲突。因此，星号投影不能写入，只能读取。

说白了只是一个描述符，可以简写泛型参数而已。

例子：

fun main() {
    val queryMap: QueryMap<*, *> = QueryMap<String, Int>()
    queryMap.getKey()
    queryMap.getValue()

    val f: Function<*, *> = Function<Number, Any>()
    //f.invoke()

    if (f is Function) {
        (f as Function<Number, Any>).invoke(1, Any())
    }

    maxOf(1, 3)

    HashMap<String, List<*>>()
    //endregion

    val hashMap: HashMap<*, *> = HashMap<String, Int>()
    //hashMap.get()

}

class QueryMap<out K : CharSequence, out V : Any> {
    fun getKey(): K = TODO()
    fun getValue(): V = TODO()
}

fun <T : Comparable<T>> maxOf(a: T, b: T): T {
    return if (a > b) a else b
}

class Function<in P1, in P2> {
    fun invoke(p1: P1, p2: P2) = Unit
}

泛型的实现类型与内联特化

Java与Kotlin实现机制一样，在运行时擦除真正的类型，C#则会真的生成一个类型去执行。

inline fun <reified T> genericMethod(t: T){
    //val t = T()
    val ts = Array<T>(3) { TODO() }
    val jclass = T::class.java
    val list = ArrayList<T>()
    if(list is List<*>){
        println(list.joinToString())
    }
}

class Person(val age: Int, val name: String)

inline fun <reified T> Gson.fromJson(json: String): T = fromJson(json, T::class.java)

fun main() {
    val gson = Gson()
    val person2: Person = gson.fromJson("""{"age":18,"name":"Bennyhuo"}""")
    val person3 = gson.fromJson<Person>("""{"age":18,"name":"Bennyhuo"}""")
}

实例：模仿的Self Type

typealias OnConfirm = () -> Unit
typealias OnCancel = () -> Unit

private val EmptyFunction = {}

open class Notification(
    val title: String,
    val content: String
)

class ConfirmNotification(
    title: String,
    content: String,
    val onConfirm: OnConfirm,
    val onCancel: OnCancel
) : Notification(title, content)

interface SelfType<Self> {
    val self: Self
        get() = this as Self //当前类型强转成Self类型
}

//泛型添加约束只能传子类
open class NotificationBuilder<Self: NotificationBuilder<Self>>: SelfType<Self> {
    protected var title: String = ""
    protected var content: String = ""

    fun title(title: String): Self {
        this.title = title
        return self //返回接口的常量属性即可，运行时就是当前子类实际类型
    }

    fun content(content: String): Self {
        this.content = content
        return self
    }

    open fun build() = Notification(this.title, this.content)
}

class ConfirmNotificationBuilder : NotificationBuilder<ConfirmNotificationBuilder>() {
    private var onConfirm: OnConfirm = EmptyFunction
    private var onCancel: OnCancel = EmptyFunction

    fun onConfirm(onConfirm: OnConfirm): ConfirmNotificationBuilder {
        this.onConfirm = onConfirm
        return this
    }

    fun onCancel(onCancel: OnCancel): ConfirmNotificationBuilder {
        this.onCancel = onCancel
        return this
    }

    override fun build() = ConfirmNotification(title, content, onConfirm, onCancel)
}

fun main() {
    ConfirmNotificationBuilder()
        .title("Hello")
        .onCancel {
            println("onCancel")
        }.content("World")
        .onConfirm {
            println("onConfirmed")
        }
        .build()
        .onConfirm()
}

如果不定义SelfType类型，则子类在调用ConfirmNotificationBuilder().title(“Hello”)之后不能再继续调用子类的onCancel 方法，因为返回的是父类型，但是实际运行时这个类型是子类型。

实例：基于泛型实现 Model 实例的注入

import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap
import kotlin.reflect.KProperty

abstract class AbsModel {
    init {
        Models.run { this@AbsModel.register() }
    }
}

class DatabaseModel : AbsModel() {
    fun query(sql: String): Int = 0
}

class NetworkModel : AbsModel() {
    fun get(url: String): String = """{"code": 0}"""
}

class SpModel : AbsModel() {
    init {
        Models.run { register("SpModel2") }
    }

    fun hello() = println("HelloWorld")
}

object Models {
    private val modelMap = ConcurrentHashMap<String, AbsModel>()

    fun AbsModel.register(name: String = this.javaClass.simpleName) {
        modelMap[name] = this
    }

    //String扩展函数
    fun <T: AbsModel> String.get(): T {
        return modelMap[this] as T
    }
}

fun initModels() {
    DatabaseModel()
    NetworkModel()
    SpModel()
}

//object单例
object ModelDelegate {
    operator fun <T: AbsModel> getValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>): T {
        return Models.run {
            property.name.capitalize().get() //利用了String的扩展函数
        }
    }
}

class MainViewModel {
    //利用属性代理by by左边指定类型推导泛型
    val databaseModel: DatabaseModel by ModelDelegate
    val networkModel: NetworkModel by ModelDelegate
    val spModel: SpModel by ModelDelegate
    val spModel2: SpModel by ModelDelegate
    // val compileKotlin: KotlinCompile by tasks //gradle这种写法类似，tasks也是属性代理
    // val compileTestKotlin: KotlinCompile by tasks
}

fun main() {
    initModels()
    val mainViewModel = MainViewModel()
    mainViewModel.databaseModel.query("select * from mysql.user").let(::println)
    mainViewModel.networkModel.get("https://www.imooc.com").let(::println)
    mainViewModel.spModel.hello()
    mainViewModel.spModel2.hello()
}