Kotlin 語言學習(12) - 泛型類型參數

Kotlin 語言學習(1) - Kotlin 基礎

Kotlin 語言學習(2) - 函數的定義與調用

Kotlin 語言學習(3) - 類、對象和接口

Kotlin 語言學習(4) - 數據類、類委託 及 object 關鍵字

Kotlin 語言學習(5) - lambda 表達式和成員引用

Kotlin 語言學習(6) - Kotlin 的可空性

Kotlin 語言學習(7) - Kotlin 的類型系統

Kotlin 語言學習(8) - 運算符重載及其他約定

Kotlin 語言學習(9) - 委託屬性

Kotlin 語言學習(10) - 高階函數:Lambda

Kotlin 語言學習(11) - 內聯函數

Kotlin 語言學習(12) - 泛型類型參數

一、本文概要

 二、泛型類型參數

泛型允許你定義帶 類型形參 的類型,當這種類型的實例被創建出來的時候,類型形參被替換成爲 類型實參 的具體類型。

Java不同,Kotlin始終要求類型實參要麼被顯示地說明,要麼能被編譯器推導出來。例如,在Java中可以聲明List類型的變量,而不需要說明它可以包含哪些事物,而Kotlin從一開始就有泛型,所以它不支持原生態類型,類型實參必須定義

2.1 泛型函數和屬性

如果需要編寫一個使用列表的函數,希望它可以在任何列表上使用,需要編寫一個泛型函數,泛型函數有它自己的類型形參,這些 類型形參 在每次調用時都必須替換成具體的 類型實參

2.1.1 slice

例如集合當中slice函數的定義:

fun <T> List<T>.slice(indices : IntRange) : List<T>

接收者和返回類型都用到了函數的類型形參T,它們的類型都是List<T>,當在一個具體的列表上調用這個函數時,可以顯示地指定類型實參,也可以讓編譯器自動推導出類型:

fun main(args: Array<String>) {
    val letters = ('a'..'z').toList()
    //顯示地指定類型實參。
    println(letters.slice<Char>(0..2))
    //編譯器自動推導出T的類型是Char。
    println(letters.slice(10..13))
}

2.1.2 filter

下面再來看filter的例子:

fun main(args: Array<String>) {
    val authors = listOf("first", "second")
    val readers = mutableListOf("first", "third")
    println(readers.filter { it !in authors })
}

運行結果爲:

>> [third]

其中filter的定義爲:

fun <T> List<T>.filter(predicate : (T) -> Boolean) : List<T> 

在上面的例子中,自動生成的lambda參數it的類型爲String。編譯器推斷T就是String,因爲它知道函數是在List<T>上調用,而它的接收者readers的真實類型是List<String>

2.1.3 聲明泛型的擴展屬性

我們可以給 類或接口的方法、頂層函數、擴展函數和擴展屬性 聲明類型參數,在上面的例子中,類型參數用在了接收者和lambda參數上,下面我們再來看一個 聲明泛型的擴展屬性 的例子:

val <T> List<T>.penultimate: T
    get() = this[size - 2]

fun main(args: Array<String>) {
    println(listOf(1, 2, 3, 4).penultimate)
}

運行結果爲:

>> 3

2.1.4 不能聲明泛型的非擴展屬性

普通(非擴展)屬性 不能擁有類型參數,不能在一個類型的屬性中存儲多個不同類型的值,因此 聲明泛型非擴展函數沒有任何意義

2.2 泛型類和泛型接口

Kotlin通過在類名稱後加上一對尖括號,並把類型參數放在尖括號內來聲明泛型類和泛型接口。一旦聲明後,就可以在類型的主體內 像其它類型一樣使用類型參數,例如List<T>

interface List<T> {
    operator fun get(index : Int) : T
}

如果你的類繼承了泛型類,或者實現了泛型接口,就得 爲基礎類型的泛型形參提供一個類型實參,它可以是一個 具體類型或者是另一個類型形參

2.2.1 將類型形參替換爲具體類型

下面我們先定義一個泛型類Holder<T>,再將它的類型形參替換爲具體類型Int

interface Holder<T> {
    fun getValue() : T
    fun setValue(t : T)
}

class HolderInt : Holder<Int> {
    var a : Int = 0;
    override fun getValue() = a
    override fun setValue(value : Int) {
        a = value
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val t = HolderInt()
    t.setValue(2)
    println("value=${t.getValue()}")
}

運行結果爲:

>> value=2

2.2.2 將類型形參替換爲另一個類型形參

HolderWrapper定義了它自己的類型參數T並把它指定爲父類的類型參數,它是全新的類型形參,不必保留一樣的名稱:

interface HolderWrapper<T> : Holder<T> 

class HolderInt : HolderWrapper<Int> {
    var a : Int = 0;
    override fun getValue() = a
    override fun setValue(value : Int) {
        a = value
    }
}

2.2.3 類自身作爲類型實參引用

一個類甚至可以把它自己作爲類型實參引用,實現Comparable接口的類就是這種模式的經典例子,任何可以比較的元素都必須定義它如何與同樣類型的對象比較。

interface Comparable<T> {
    fun compareTo(other : T) : Int
}

class String : Comparable<String> {
    override fun compareTo(other : String) : Int = /** **/
}

String類實現了Comparable泛型接口,提供類型String給類型實參T

2.3 類型參數約束

類型參數約束 可以限制作爲 泛型類和泛型函數的類型實參的類型。例如計算列表元素之和的函數sum,它可以用在List<Int>List<Double>上,但不可用在List<String>上,可以 定義一個類型參數約束,說明sum的類型形參必須是數字。

如果你把一個類型指定爲泛型類型形參的上界約束,在泛型類型具體的初始化中,其對應的類型實參就必須是這個具體類型或者它的子類型。約束的定義方式爲:把冒號放在類型參數名稱之後,作爲類型形參上界的類型緊隨其後,例如:

fun <T : Number> List<T>.sum() : T

如果需要在一個類型參數上指定多個約束,需要使用不同的語法:

fun <T> ensureTrailingPeriod(seq : T) 
        where T : CharSequence, T : Appendable {
        //...
}

在這種情況下,作爲類型實參的類型必須實現CharSequenceAppendable兩個接口。

2.4 讓類型實參非空

如果你聲明的是泛型類或者泛型函數,包括可空的類型實參在內,任何類型實參都可以替換它的類型形參。事實上,沒有指定上界的類型形參將會使用Any?作爲默認的上界。

如果你想保證替換類型形參的始終是非空類型,可以通過指定一個約束來實現,如果除了可空性之外沒有任何限制,那麼可以使用Any代替默認的Any?作爲上界。

class Processor<T : Any> {
    fun process(value : T) {
        value.hashCode()
    }
}

除了Any之外,還可以指定任意非空類型作爲上界,來讓類型參數非空。

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