Kotlin 知識梳理(12) 泛型類型參數

1、本文概要

本文是對<<Kotlin in Action>>的學習筆記，若是須要運行相應的代碼能夠訪問在線環境 try.kotlinlang.org，這部分的思惟導圖爲：

2、泛型類型參數

泛型容許你定義帶 類型形參 的類型，當這種類型的實例被建立出來的時候，類型形參被替換成爲 類型實參 的具體類型。

和Java不一樣，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中能夠聲明List類型的變量，而不須要說明它能夠包含哪些事物，而Kotlin從一開始就有泛型，因此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

若是須要編寫一個使用列表的函數，但願它能夠在任何列表上使用，須要編寫一個泛型函數，泛型函數有它本身的類型形參，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>
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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，能夠顯示地指定類型實參，也可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))
}
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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 })
}
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運行結果爲：

>> [third]
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其中filter的定義爲：

fun <T> List<T>.filter(predicate : (T) -> Boolean) : List<T> 
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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，由於它知道函數是在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

咱們能夠給 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，下面咱們再來看一個 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)
}
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運行結果爲：

>> 3
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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一樣類型的值，所以 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經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，就能夠在類型的主體內 像其它類型同樣使用類型參數，例如List<T>：

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

若是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，它能夠是一個 具體類型或者是另外一個類型形參。

2.2.1 將類型形參替換爲具體類型

下面咱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()}")
}
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運行結果爲：

>> value=2
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2.2.2 將類型形參替換爲另外一個類型形參

HolderWrapper定義了它本身的類型參數T並把它指定爲父類的類型參數，它是全新的類型形參，沒必要保留同樣的名稱：

interface HolderWrapper<T> : Holder<T> 

class HolderInt : HolderWrapper<Int> {
    var a : Int = 0;
    override fun getValue() = a
    override fun setValue(value : Int) {
        a = value
    }
}
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2.2.3 類自身做爲類型實參引用

一個類甚至能夠把它本身做爲類型實參引用，實現Comparable接口的類就是這種模式的經典例子，任何能夠比較的元素都必須定義它如何與一樣類型的對象比較。

interface Comparable<T> {
    fun compareTo(other : T) : Int } class String : Comparable<String> {
    override fun compareTo(other : String) : Int = /** **/
}
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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 能夠限制做爲 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，它能夠用在List<String>和List<Double>上，但不可用在List<String>上，能夠 定義一個類型參數約束，說明sum的類型形參必須是數字。

若是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以後，做爲類型形參上界的類型緊隨其後，例如：

fun <T : Number> List<T>.sum() : T
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若是須要在一個類型參數上指定多個約束，須要使用不一樣的語法：

fun <T> ensureTrailingPeriod(seq : T) 
        where T : CharSequence, T : Appendable {
        //...
}
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在這種狀況下，做爲類型實參的類型必須實現CharSequence和Appendable兩個接口。

2.4 讓類型實參非空

若是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，任何類型實參均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?做爲默認的上界，關於Any的含義能夠參考 Kotlin 知識梳理(7) - Kotlin 的類型系統 中的2.4節。

若是你想保證替換類型形參的始終是非空類型，能夠經過指定一個約束來實現，若是除了可空性以外沒有任何限制，那麼能夠使用Any代替默認的Any?做爲上界。

class Processor<T : Any> {
    fun process(value : T) {
        value.hashCode()
    }
}
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除了Any以外，還能夠指定任意非空類型做爲上界，來讓類型參數非空。

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