Kotlin-15.泛型(generics)

官方文档: http://kotlinlang.org/docs/reference/generics.html

1.泛型(generics)

与Java类似,Kotlin的类也有类型参数(泛型):        
    class Box(t: T) {
        var value = t
    }
    
一般情况,使用泛型实例,需要类型参数:
    val box: Box = Box(1)

如果类型参数可推断出来,可省略类型参数:
    val box = Box(1) // 1是Int,编译器可推断出Box

2.型变(Variance)

Java泛型中最棘手部分就是通配符类型(初学实在头晕),但kotlin没有!
所以Kotlin通过型变(Variance)弥补:
    声明处型变(declaration-site variance)
    类型投影(type projections)

为什么Java泛型需要通配符类型?
    在Effective Java解释了该问题—第28条:利用有限制通配符来提升API的灵活性。 
    Java泛型是不型变的,意味着List不是List子类型! 
    如果List是型变的,如下代码编译正常,但运行时出现异常:
        // Java
        List strs = new ArrayList();
        List objs = strs; //错误,Java禁止型变!
        objs.add(1);
        String s = strs.get(0); //运行出现异常ClassCastException:无法将整数转为字符串!

    因此,Java禁止型变以保证运行时的安全,但这样会有一些影响,
    例如,假设Collection.addAll()参数如下:
        // Java
        interface Collection …… {
            void addAll(Collection items);
        } 
        void copyAll(Collection to, Collection from) {
            //addAll不能编译,Collection不是Collection子类型
            to.addAll(from);      
        }
    这就是为什么Collection.addAll()实际参数如下:
        // Java
        interface Collection …… {
            //通配符表示包括E在内的所有子类,称为协变(covariant)
            //通配符表示包括E在内的所有父类,称为逆变(contravariance)
            void addAll(Collection items);
        }
        void copyAll(Collection to, Collection from) {
            //可以让Collection是Collection子类型
            to.addAll(from);
        }

    协变(covariant): 表示包括E在内的所有子类,泛型对象只能读取,称为生产者
    逆变(contravariance): 表示包括E在内的所有父类,泛型对象只能写入,称为消费者
    助记符:Producer-extends, Consumer-super
 
 

3.声明处型变(Declaration-site variance)

Java泛型的一个例子:
    interface Source {
        //只有生产者方法,没有消费者方法
        T nextT();
    }
    void demo(Source strs) {
        //Source没有消费者方法,型变是安全的,但是Java并不知道,所以仍然禁止!
        //需要声明类型为Source,这是毫无意义的,更复杂类型并没有带来价值!            
        Source objects = strs; //错误:在Java中不允许型变
    }

1.out修饰符
在Kotlin中,可用out修饰类型参数T,确保T只能输出(生产),不被消费!
out修饰符称为型变注解(variance annotation),使类型参数协变(covariant)!    
    abstract class Source {
        abstract fun nextT(): T
    }
    fun demo(strs: Source) {
        val objects: Source = strs //可以型变,因为T是out      
    }

2.in修饰符
用in修饰类型参数T,确保T只能被消费,不能输出(生产),使类型参数逆变(contravariance)!
    abstract class Comparable {
        abstract fun compareTo(other: T): Int
    }
    fun demo(x: Comparable) {
        //1.0拥有Double类,是Number的子类
        x.compareTo(1.0)    

        //Double是Number的子类,父类Number可以被Double消费
        val y: Comparable = x
    }

助记符:消费者-输入in, 生产者-输出out
由于in/out在类型参数声明处,所以称为声明处型变(Declaration-site variance)
 
 

4.使用处型变(Use-site variance)/类型投影(Type projections)

类型参数T既不是协变,也不是逆变(T既生产out,又消费in):
    class Array(val size: Int) {
        fun get(index: Int): T {...} //生产out
        fun set(index: Int, value: T) {...} //消费in
    }     
    fun copy(from: Array, to: Array) {
        assert(from.size == to.size)
        for (i in from.indices)
            to[i] = from[i]
    }
    val ints: Array = arrayOf(1, 2, 3)
    val anys = Array(3) { "" } 
    copy(ints, anys) //错误:期望(Array, Array)

1.out,确保from中的Any只生产输出,不被消费,对应于Java的Array:
    fun copy(from: Array, to: Array) {
        ...
    }

2.in,确保dest中的String只能被消费,不生产输出,对应于Java的Array
    fun fill(dest: Array, value: String) {
        ...
    }    

5.星投影<*>(Star-projections)

如果对类型参数一无所知,可用星投影:
    1.对于Foo,T是一个具有上界TUpper的协变类型参数,Foo<*>等价于Foo, 
    当T未知时,可以安全地从Foo<*>读取TUpper的值

    2.对于Foo,T是一个逆变类型参数,Foo<*>等价于Foo,
    当T未知时,没有什么方式可以安全写入Foo<*>

    3.对于Foo,T是一个具有上界TUpper的不型变类型参数,
    Foo<*>在读取值时等价于Foo,在写入值时等价于Foo

如果有多个类型参数,则每个类型参数都可单独投影:
    interface Function 
    Function<*, String>   表示Function
    Function      表示Function
    Function<*, *>        表示Function
注意:星投影非常像Java的原始类型,但是安全!

6.泛型函数

和java类似, kotling不仅类有泛型,函数也有泛型:
    //普通函数
    fun  singletonList(item: T): List {
        // ……
    }

    //扩展函数
    fun  T.basicToString() : String {  
        // ……
    }

    //调用泛型函数,在函数名后指定类型参数
    val l = singletonList(1)

7.泛型约束

最常见的约束类型是,与Java的对应的上界:
    //>冒号之后指定类型上界,只有Comparable子类型可以替代T
    fun > sort(list: List) {
    }
    sort(listOf(1, 2, 3)) //Int是Comparable子类型
    sort(listOf(HashMap())) //错误: HashMap不是Comparable>子类型

默认上界是Any?,<:上界>中只能指定一个上界,如果同一类型参数需要多个上界,需要一个单独的where子句:
    fun  cloneWhenGreater(list: List, threshold: T): List
        where T : Comparable, T : Cloneable {
        return list.filter { it > threshold }.map { it.clone() }
    }   

:http://www.jianshu.com/p/e9e743baa77a
CSDN博客: http://blog.csdn.net/qq_32115439/article/details/73656998
GitHub博客:http://lioil.win/2017/06/23/Kotlin-generics.html
Coding博客:http://c.lioil.win/2017/06/23/Kotlin-generics.html

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