Kotlin中接口抽象类泛型out(协变)in(逆变)reified关键字的详解

Posted 2023-02-02 路宇

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一、Kotlin中接口的定义

• Kotlin中接口定义
  Kotlin规定所有的接口属性和函数实现都要使用override关键字，接口中
  定义的函数并不需要open关键字修饰，它们默认就是open的。

/**
 * Kotlin中接口定义
 * Kotlin规定所有的接口属性和函数实现都要使用override关键字，接口中
 * 定义的函数并不需要open关键字修饰，它们默认就是open的。
 */
interface Movable 
    /**
     * 默认实现
     * 只要你愿意，你可以在接口里提供默认属性的getter方法和函数实现。
     */
    val maxSpeed: Int
        get() = (1..500).shuffled().last()
    var wheels: Int
    fun move(movable: Movable): String


class Car(_name: String, override var wheels: Int = 4) : Movable 
    override var maxSpeed: Int
        get() = super.maxSpeed
        set(max) 
        

    override fun move(movable: Movable): String 
        println("数据一下")
        return "数据一下"
    

二、抽象类

/**
 * 抽象类
 * 要定义一个抽象类，你需要在定义之前加上abstract关键字，除了具体的函数实现，
 * 抽象类也可以包含抽象函数（只有定义，没有函数实现）
 */
abstract class Gun(val range: Int) 
    abstract fun pullTrigger(): String
    protected fun doSomething() 
        println("doSomething")
    


class AK47(val price: Int) : Gun(range = 500) 
    override fun pullTrigger(): String 
        return "ce"
    

三、泛型详解

/**
 * 定义泛型类
 * 泛型类的构造函数可以接受任何类型。
 * MagicBox类指定的泛型参数由放在一对<>里的字母T表示，T是个代表item类型的占位图。
 * MagicBox类接受任何类型的item作为主构造函数值(item:T),并将item赋值给同样是T类型的
 * subject私有属性
 *
 * 泛型参数通常用字母T(代表type)表示，当然，想用其他字母，甚至是英文单词都是可以的。
 * 不过，其他支持泛型的语言都在用这个约定俗称的T,所以建议你继续用它，这样写出的代码别人更容易理解。
 *
 * 泛型类型约束
 * 如果要确保MagicBox里面只能装指定类型的物品，如Human类型，或其子类 这样定义<H : Human>
 */
class MagicBox<T : Human>(vararg item: T) 
    var available = false
    private var subject: Array<out T> = item

    /**
     * 泛型函数
     * 泛型参数也可用于函数
     * 定义一个函数用于获取元素，当且仅当MagicBox可用时，才能获取元素。
     */
    fun fetch(index: Int): T? 
        return subject[index].takeIf 
            available
        
    

    /**
     *
     * 多泛型参数
     * 泛型函数或泛型类也可以有多个泛型参数
     *
     * 把元素进行修改
     * 魔盒里面放的是男孩，取出来的时候，改成男人
     */
    fun <R> fetch(index: Int, subjectModFunction: (T) -> R): R? 
        return subjectModFunction(subject[index]).takeIf 
            available
        
    



open class Human(val age: Int)
class Boy(val name: String, age: Int) : Human(age)
class Dog(val weight: Int)
class Man(val name: String, age: Int) : Human(age)

fun main() 
    val magicBox = MagicBox(
        Boy("jack", 15),
        Boy("Jacky", 16),
        Boy("John", 26)
    )
    magicBox.available = true
    magicBox.fetch(1)?.run 
        println("you find $name")
    
    val man = magicBox.fetch(2) 
        Man(it.name, it.age + 10)
    

输出结果如下

you find Jacky

四、out协变和in逆变详解

/**
 * out 协变，如果泛型类只将泛型类型作为函数的返回（输出），那么使用out
 * 可以称之为生产类/接口，因为它主要用来生产(produce)指定的泛型对象。
 *
 * 子类泛型对象可以赋值给父类泛型对象，用out
 */
interface Production<out T> 
    fun product(): T


/**
 * in 逆变
 *in(逆变)，如果泛型类只将泛型类型作为函数的入参(输入)，那么使用in,可以称之为消费者类/接口，
 * 因为它主要用来消费（consumer）指定的泛型对象
 *
 *  父类泛型对象可以赋值给子类泛型对象，用in
 *
 */
interface Consumer<in T> 
    fun consumer(item: T)



/**
 * invariant(不变)
 * 如果泛型类既将泛型类型作为函数参数，又将泛型类型作为函数的输出，那么既不用out也不用in
 */
interface ProductionConsumer<T> 
    fun product(): T
    fun consume(item: T)


open class Food
open class FastFood : Food()
class Burger : FastFood()

/**
 * 食品商店
 */
class FoodStore : Production<Food> 
    override fun product(): Food 
        println("Product food.")
        return Food()
    


/**
 * 快餐商店
 */
class FastFoodStore : Production<FastFood> 
    override fun product(): FastFood 
        println("Product food.")
        return FastFood()
    


/**
 * 汉堡商店
 */
class BurgerStore : Production<Burger> 
    override fun product(): Burger 
        println("Product food.")
        return Burger()
    


fun main() 
    //赋值
    val production1: Production<Food> = FoodStore()
    val production2: Production<Food> = FastFoodStore()

五、reified关键字

/**
 * @Author: ly
 * @Date: 2023/2/1
 * @Description:
 */
class MagicBox<T : Human> 
    /**
     * 随机产生一个对象，如果不是指定类型的对象，
     * 就通过backup函数生成一个指定类型的对象
     */
//    fun <T> randomOrBackup(backup: () -> T): T 
//        val items = listOf(
//            Boy("Jack", 20),
//            Man("John", 35)
//        )
//        var random = items.shuffled().first()
//        return if (random is T) 
//            random
//         else 
//            backup()
//        
//    

    /**
     * reified关键字
     * 有时候，你可能想知道某个泛型参数具体是什么类型，reified关键字能够帮你
     * 检查泛型参数类型。Kotlin不允许对泛型类型T做类型检查，因为泛型参数类型会被类型擦除
     * 也就是说，T的类型信息在运行时是不可知的，Java也有这样的规则。
     * */
    inline fun <reified T> randomOrBackup(backup: () -> T): T 
        val items = listOf(
            Boy("Jack", 20),
            Man("John", 35)
        )
        val random = items.shuffled().first()
        return if (random is T) 
            println(random)
            random
         else 
            backup()
        
    


open class Human(val age: Int)
class Boy(val name: String, age: Int) : Human(age) 
    override fun toString(): String 
        return "Boy(name='$name',age=$age)"
    


class Man(val name: String, age: Int) : Human(age) 
    override fun toString(): String 
        return "Man(name='$name',age=$age)"
    


fun main() 
    val box1: MagicBox<Boy> = MagicBox()
    //由backup函数，推断出来T的类型
    val subject = box1.randomOrBackup 
        Boy("Jack", 19)
    
    println(subject)

输出结果

Boy(name='Jack',age=19)
另外一种可能输出的结果
Boy(name='Jack',age=20)
Boy(name='Jack',age=20)