kotlin修炼指南7之泛型
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了kotlin修炼指南7之泛型相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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Kotlin在Java的基础上，同样对泛型语法进行了拓展，所以很多Kotlin开发者，看着源码中的一堆in、out和*，感觉非常不知所措。其实，只要了解了Java泛型，那么Kotlin泛型就迎刃而解了。
首先，我们来想想，我们为什么需要泛型。
泛型是面向对象编程的一个非常重要的方面，它的出现，是多态的核心实现，简单的说，就是可以在不同的对象类型之间，使用相同的代码逻辑，从而实现复用。
为了充分了解泛型，以及泛型的实例场景，我们下面来构建一个面向对象的例子。
abstract class Person(open val name: String)
abstract fun talk(): String
class Parent(override val name: String) : Person(name)
override fun talk(): String = name
class Son : Person("ryan")
override fun talk(): String = "hahaha"
fun doTalk(family: MutableList<Person>)
family.forEach println(it.talk())
这里定义了一个Person类，作为基类，他的子类——Father、Son，就是具体的实例，新建一个方法doTalk，用来输出具体的实现。
fun main()
val family = arrayListOf<Person>()
family.add(Parent("Father"))
family.add(Son())
doTalk(family)
这样，我们就可以构建一个family的List，指定List的类型为Person，这样Father、Son，这些子类就都可以加入到这个List。
上面就是一个比较简单的泛型的使用实例。
泛型不变性
Father和Son都可以作为子类，加入到Person的List中，这就是泛型，但是让我们再看下下面的代码。
val parents = mutableListOf<Parent>()
parents.add(Parent("Father"))
parents.add(Parent("Mother"))
doTalk(parents)创建一个类型为Parent的List，再传入doTalk函数，这时候，编译器报错了。
为什么呢？从编译器来看，doTalk需要的是一个List类型的参数，但是传入的是List类型，确实类型不一致，但是，Parent是Person的子类，从语义上来说，doTalk函数也是可以接受Parent类型的List的。
这就是泛型的不变性。即使参数中的类型是父子关系，但是编译器依然不能识别，它只能识别具体的类型。
泛型的型变
正是由于存在泛型的不变性，所以我们在支持某些场景的泛型参数时，就需要通过「泛型的型变」来拓展「泛型的不变性」。
Kotlin，或者说Java的泛型，实际上是一种伪泛型，即泛型只在申明时检查泛型是否有效，在编译时，泛型类型会被擦除，这是因为Java的历史原因所导致的，由于它为了兼容没有泛型的老Java版本，从而做出的妥协。
❝不管是如何型变，它们的作用都是扩大泛型参数的类型范围。
❞
协变
泛型的协变，是泛型型变的一种方式。
协变的使用很简单，我们给参数加上out前缀即可，代码如下。
fun doTalk(family: MutableList<out Person>)
family.forEach println(it.talk())
加上out关键字之后，参数类型就变成了「Person类及其子类」，也就是说，只要是Person的子类，都可以作为参数传进来。
那么这样处理之后，上面的方法就可以执行了。但是，协变之后的泛型，就变成可读而不可写类型了。
例如我们在协变泛型参数上进行写操作，代码如下。
fun doTalk(family: MutableList<out Person>)
family.add(Son()) // Error
family.forEach println(it.talk())
这样就会报错，因为被out修饰之后，参数失去了写属性，变为只读属性了，这就是协变的副作用。
那么原因是什么呢？
我们来思考下，为什么它是可读的，通过out修饰之后，我们能保证，加入List的数据都是Person的子类，所以，List读取出来的实例类型，不管是哪个子类，都可以转为Person，也就是基类，所以可以通过它来调用基类的函数。
如果把参数写成Java的方式，可能更好理解一些。
void doTalk(List<? extends Person> family) 可以发现，泛型的协变，实际上是控制了类型的上限，但返回的具体类型，是不确定的（？代表未知类型），这就是为什么在协变后的参数中，无法执行写指令的原因，因为参数的类型，可能是List，也可能是List，所以无法确定是哪一种类型，自然无法写入。
逆变
逆变是泛型型变的第二种方式，与协变类似，逆变也是将某一个泛型类型，拓展了其父类类型，例如下面这个方法。
fun work(worker: MutableList<Son>)
worker.forEach println(it.talk())
这个方法接收一个List类型的参数，那么假如我们要传递一个List类型的参数，就会报错，原因跟协变是一样的。
这个时候，就需要使用逆变关键字in，将参数类型拓展为「Son类及其父类」。
fun work(family: MutableList<in Son>)
family.forEach println(it.talk())
val family = arrayListOf<Person>()
family.add(Parent("Father"))
family.add(Son())
work(family)这样参数就可以传进去了，但是，逆变的副作用，是会导致泛型参数失去读属性，而只能使用写属性。
fun work(family: MutableList<in Son>)
family.add(Son())
family.forEach println(it.talk()) // Error
同样的，我们将它转化为Java中的代码，这样更好理解一些。
void work(List<? super Son> family) 泛型的逆变，实际上是控制了类型的下限，即Son及其父类。对List进行add操作时，新实例son一定符合条件，但是get时，只会获取到Any或者Object类型，所以，拿到Object类型后，你可以根据业务来进行强转。
星型投影
星型投影，其实就是Java中的「?」通配符，用于在泛型的使用中，去除泛型的依赖，这么说有点抽象，简单的说，就是当你不关心具体的泛型类型时，就可以使用「?」或者「*」来忽略泛型的约束。下面举个例子。
class Push<T>
fun pushMsg(msg: String): T
fun <T> getPush(): Push<T> 这是泛型版本的方法，我们可以获取指定泛型的Push，同时，你也可以用out来做泛型协变，让它可以返回子类。
那么这个时候，如果我不关心泛型的类型呢？
fun getPush(): Push<*>
fun main()
val push = getPush()
val pushMsg = push.pushMsg("xys")
通过「*」，我们就可以不用指定泛型的具体类型，因为我不关心泛型类型，不过要注意的是，星型投影之后返回的类型，就成了「Any?」或者「Object」，因为泛型类型已经没有了。
❝但是我们依然可以使用协变来限制投影的上限，当我们加上上限后，就可以限制返回数据的上限类型了——out T : CommonPush
❞
实际使用
我们在设计泛型API时，通常会有两种使用方式，一种是将泛型作为参数，另一种是将泛型作为返回值，这两种模式，实际上就对应「生产者-消费者」模型。下面我们就借助这个模型，来完整的演示下。
❝官方文档中的说法是——Consumer in, Producer out !
❞
生产者
首先，设计一个生产者。
class Producer<T>
fun produceSth(): T
// TODO
fun main()
val producer: Producer<Person> = Producer()
val sth: Person = producer.produceSth()
这是我们泛型最基本的使用，创建Person类型的生产者，它生产出来的东西，全是Person类型。
下面，我们来对泛型协变，这样就可以创建Son类型的生产者。
fun main()
val producer: Producer<out Person> = Producer<Son>()
val sth: Person = producer.produceSth()
但是协变之后，生产出来的类型，依然是Person类型。
那么在Kotlin中，可以将这种在使用时的协变，变为申明时的协变，代码如下。
class Producer<out T>
fun produceSth(): T
// TODO
fun main()
val producer = Producer<Son>()
val sth: Person = producer.produceSth()
在申明时标记协变，这样后续在使用时，就不用再标记了，你可以创建子类的生产者，生产基类的对象。
在Kotlin中，集合类大量使用了协变，如下所示。
public interface List<out E> : Collection<E>
// Query Operations
override val size: Int
override fun isEmpty(): Boolean
override fun contains(element: @UnsafeVariance E): Boolean
override fun iterator(): Iterator<E>
// Bulk Operations
override fun containsAll(elements: Collection<@UnsafeVariance E>): Boolean
// Positional Access Operations
/**
* Returns the element at the specified index in the list.
*/
public operator fun get(index: Int): E这里泛型就是作为返回值传入。
消费者
同样的，我们创建一个消费者。
class Consumer<T>
fun consumeSth(t: T)
// TODO
fun main()
val consumer: Consumer<Son> = Consumer<Person>()
consumer.consumeSth(Son())
同理，创建一个Person类型的消费者，它只能消费Son类型的参数。
我们再给它增加逆变，让它可以接受Son的基类。
fun main()
val consumer: Consumer<in Son> = Consumer<Person>()
consumer.consumeSth(Son())
但是逆变之后，同样只能接受Son类型的参数，但是可以创建Person类型的消费者。
类似的，逆变也可以在申明处标记。
fun main()
val consumer = Consumer<Person>()
consumer.consumeSth(Son())
class Consumer<in T>
fun consumeSth(t: T)
// TODO
那么逆变，在实际代码中的例子，我们可以参考下Comparable接口的设计。
public interface Comparable<in T>
public operator fun compareTo(other: T): Int
这里的泛型就是作为参数传递，所以使用了逆变。
泛型的实例化
由于Java会在编译期进行泛型擦除，所以我们无法对泛型来做类型判断，比如下面的代码。
fun <T> test(param: Int)
if (param is T) // Error
T是无法进行类型判断的，因为它已经被擦除了，这和在Java中使用instanceof判断是一样的，在Java中，我们通常会再传入一个Class类型的参数来处理这个问题。而在Kotlin中，有更简单的方法来处理，那就是通过inline配合reified关键字来处理。
inline fun <reified T> test(param: Int)
if (param is T)
这样T就可以当做正常的类型来处理了，不过这种实例化的方式是有限制的。
函数必须是内联函数，因为只有内联函数才会在编译时进行替换
加上reified关键字让编译器在该泛型使用时进行实例化
在实战中，我们就可以利用泛型来进一步简化代码，例如：
inline fun <reified T> startActivity(context: Context)
context.startActivity(Intent(context, T::class.java))
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作者：徐宜生
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