Kotlin泛型的概念及使用

泛型概念

在Kotlin中，泛型（Generics）是一種允許在類、接口和方法中使用類型參數(shù)的技術(shù)。這些類型參數(shù)在實(shí)例化類、實(shí)現(xiàn)接口或調(diào)用方法時(shí)會(huì)被具體的類型所替代。泛型的主要目的是提高代碼的復(fù)用性、類型安全性和可讀性。

泛型使用

1. 泛型類

定義一個(gè)泛型類，可以在類名后面加上尖括號(hào)< >，并在其中聲明類型參數(shù)。

	class Box<T>(val item: T) {
	fun getContent(): T {
	return item
	}
	}
	// 使用時(shí)指定類型參數(shù)
	val intBox = Box<Int>(10)
	val stringBox = Box<String>("Hello")

1. 泛型函數(shù)

函數(shù)也可以有類型參數(shù)。

	fun <T> printItems(items: List<T>) {
	for (item in items) {
	print(item)
	print(", ")
	}
	println()
	}
	// 使用時(shí)，Kotlin會(huì)自動(dòng)推斷T的類型
	printItems(listOf(1, 2, 3))
	printItems(listOf("a", "b", "c"))

1. 泛型接口

與泛型類和泛型函數(shù)類似，接口也可以有類型參數(shù)。

	interface Listener<T> {
	fun onItemClicked(item: T)
	}
	// 實(shí)現(xiàn)泛型接口
	class ButtonClickListener<T> : Listener<T> {
	override fun onItemClicked(item: T) {
	// 處理點(diǎn)擊事件
	}
	}

協(xié)變（Covariance）

協(xié)變是指在一個(gè)泛型類型中，如果類型參數(shù)是某個(gè)類的子類型，那么使用這個(gè)類型參數(shù)的泛型類型也應(yīng)該是父類泛型類型的子類型。在Kotlin中，通過(guò)out修飾符實(shí)現(xiàn)協(xié)變。

	interface Source<out T> {
	fun next(): T?
	}
	fun demo(strs: Source<String>) {
	// ...
	}
	val intSource: Source<Int> = ...
	// 因?yàn)镮nt是String的子類型（在Kotlin中String不是Int的子類，這里僅作示例），但Source<Int>不是Source<String>的子類型
	// 所以不能直接傳遞intSource給demo函數(shù)，但可以通過(guò)協(xié)變實(shí)現(xiàn)
	demo(intSource as Source<String>) // 錯(cuò)誤：類型不匹配
	// 正確的協(xié)變用法
	val stringSource: Source<out String> = intSource as? Source<out String> // 這里假設(shè)intSource實(shí)際上可以轉(zhuǎn)換為Source<out String>
	if (stringSource != null) {
	demo(stringSource) // 正確
	}

注意：在Kotlin中，String并不是Int的子類型，上面的例子僅用于說(shuō)明協(xié)變的概念。

逆變（Contravariance）

逆變與協(xié)變相反，它指的是在一個(gè)泛型類型中，如果類型參數(shù)是某個(gè)類的父類型，那么使用這個(gè)類型參數(shù)的泛型類型也應(yīng)該是子類泛型類型的父類型。在Kotlin中，通過(guò)in修飾符實(shí)現(xiàn)逆變。

	interface Sink<in T> {
	fun put(item: T)
	}
	fun fill(sink: Sink<Number>) {
	// ...
	}
	val stringSink: Sink<String> = ...
	// 因?yàn)镾tring是Number的子類型，但Sink<String>不是Sink<Number>的子類型
	// 所以不能直接傳遞stringSink給fill函數(shù)，但可以通過(guò)逆變實(shí)現(xiàn)
	fill(stringSink as Sink<Number>) // 錯(cuò)誤：類型不匹配
	// 正確的逆變用法
	val numberSink: Sink<in Number> = stringSink as? Sink<in Number> // 這里假設(shè)stringSink實(shí)際上可以轉(zhuǎn)換為Sink<in Number>
	if (numberSink != null) {
	fill(numberSink) // 正確
	}

同樣，上面的例子僅用于說(shuō)明逆變的概念，實(shí)際上String不是Number的子類型。

星號(hào)投射（Star Projection）

星號(hào)投射（*）在Kotlin中用于處理泛型類型的通配符情況。當(dāng)你聲明一個(gè)泛型類型但不想指定具體的類型參數(shù)時(shí)，可以使用星號(hào)投射。

使用方式：

1. 協(xié)變星號(hào)投射：List<out T*>?通常簡(jiǎn)化為?List<*>。這表示列表中的元素可以是任何類型，但當(dāng)你從列表中取出元素時(shí)，它的類型會(huì)被視為Any?（因?yàn)槿魏晤愋投伎梢再x值給Any?）。

	val list: List<*> = ... // list可以是任何類型的List
	for (item in list) {
	if (item is String) {
	println(item.length) // 只有在確定item是String類型時(shí)才能調(diào)用其方法
	}
	}

1. 逆變星號(hào)投射：在Kotlin中，逆變星號(hào)投射不常用，因?yàn)镵otlin的泛型系統(tǒng)主要基于協(xié)變和不變。但在某些高級(jí)用法中，你可能會(huì)遇到類似于Sink<in T*>的逆變星號(hào)投射，這表示該接口或類可以接受任何類型的參數(shù)。

委托（Delegation）

概念：

委托（Delegation）是一種設(shè)計(jì)模式，它允許一個(gè)對(duì)象（委托對(duì)象）將其職責(zé)的一部分或全部委托給另一個(gè)對(duì)象（被委托對(duì)象）。委托模式可以提高代碼的復(fù)用性和可維護(hù)性。

使用：

1. 類委托：在Kotlin中，可以使用by關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)類委托。這允許一個(gè)類將某些方法的實(shí)現(xiàn)委托給另一個(gè)類的實(shí)例。

	class Base {
	fun printMessage() {
	println("Message from Base")
	}
	}
	class Derived(b: Base) : Base() by b {
	// Derived類將Base類的printMessage方法委托給b實(shí)例
	}
	fun main() {
	val derived = Derived(Base())
	derived.printMessage() // 輸出 "Message from Base"
	}

注意：在上面的例子中，Derived類繼承了Base類，但實(shí)際上并沒(méi)有重寫(xiě)printMessage方法。相反，它使用by關(guān)鍵字將該方法的調(diào)用委托給了b實(shí)例（即Base類的一個(gè)實(shí)例）。
2.?屬性委托：Kotlin還支持屬性委托，允許你將屬性的get和set操作委托給另一個(gè)對(duì)象或表達(dá)式。這可以通過(guò)在屬性聲明中使用by關(guān)鍵字和相應(yīng)的委托提供程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。

	class LazyValue<T>(private val initializer: () -> T) {
	private var value: T? = null
	fun getValue(): T {
	if (value == null) {
	value = initializer()
	}
	return value!!
	}
	// 這里省略了setValue方法，因?yàn)槲覀冎魂P(guān)心只讀屬性
	}
	class Example {
	val lazyString: String by LazyValue { "Hello, World!" }
	}
	fun main() {
	val example = Example()
	println(example.lazyString) // 輸出 "Hello, World!"，并且只會(huì)在第一次訪問(wèn)時(shí)計(jì)算值
	}

在這個(gè)例子中，lazyString屬性的get操作被委托給了LazyValue類的實(shí)例。當(dāng)?shù)谝淮卧L問(wèn)lazyString時(shí)，它會(huì)調(diào)用LazyValue的getValue方法來(lái)計(jì)算并緩存值。之后的訪問(wèn)將直接返回緩存的值。