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From Java To Kotlin 2:Kotlin 类型系统与泛型终于懂了

作者:Seachal
  • 2023-06-06
    北京
  • 本文字数:11034 字

    阅读完需:约 36 分钟

From Java To Kotlin 2:Kotlin 类型系统与泛型终于懂了

上期主要分享了 From Java To Kotlin 1 :空安全、扩展、函数、Lambda。


这是 From Java to Kotlin 第二期。带来 表达式思维、子类型化、类型系统、泛型。


From Java to Kotlin 关键在于 思维的转变

表达式思维

Kotlin 中大部分语句是表达式。表达式思维是一种编程思维。 编程思维是一种非常抽象的概念,很多时候是只可意会不可言传的。不过,从某种程度上看,学习编程思维,比学习编程语法更重要。因为编程思维决定着我们的代码整体的架构与风格,而具体的某个语法反而没那么大的影响力。当然,如果对 Kotlin 的语法没有一个全面的认识,编程思维也只会是空中楼阁。就像,我们学会了基础的汉字以后开始写作文:学了汉字以后,如果没掌握写作的技巧,是写不出好的文章的。同理,如果学了 Kotlin 语法,却没有掌握它的编程思维,也是写不出优雅的 Kotlin 代码的。


下面我们看一段 Kotlin 代码


//--- 1var i = 0if (data != null) {    i = data}
//--- 2 var j = 0if (data != null) { j = data} else { j = getDefault() println(j)}
//--- 3 var k = 0if (data != null) { k = data} else { throw NullPointerException()}
//--- 4 var x = 0when (data) { is Int -> x = data else -> x = 0}
//--- 5var y = 0try { y = "Kotlin".toInt()} catch (e: NumberFormatException) { println(e) y = 0}
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这些代码,如果我们用平时写 Java 时的思维来分析的话,是挑不出太多毛病的。但是站在 Kotlin 的角度,就完全不一样了。利用 Kotlin 的语法,我们完全可以将代码写得更加简洁,就像下面这样:


//--- 1val i = data ?: 0
//--- 2 val j = data ?: getDefault().also { println(it) }
//--- 3 val k = data?: throw NullPointerException()

//--- 4 val x = when (data) { is Int -> data else -> 0}
//--- 5 val y = try { "Kotlin".toInt()} catch (e: NumberFormatException) { println(e) 0}
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这段代码看起来就简洁了不少,所以从 Java 转到 Kotlin 要格外注意思维转变,培养表达式思维。


这里有个疑问:Kotlin 为什么就能用这样的方式写代码呢?其实这是因为:if、when、throw、try-catch 这些语法,在 Kotlin 当中都是表达式


那么,这个“表达式”到底是什么呢?其实,与表达式(Expression)对应的,还有另一个概念,我们叫做语句(Statement)。


  • 表达式(Expression),是一段可以产生值的代码;

  • 语句(Statement),则是一句不产生值的代码。


我们可以简单来概括一下:表达式(Expression)有值,而语句(Statement)不总有。


用一个更详细的例子解释:



val a = 1 // statementprintln(a) // statement
// statementvar i = 0if (data != null) { i = data}
// 1 + 2 是一个表达式,但是对b的赋值行为是statementval b = 1 + 2
// if else 整体是一个表达式// a > b是一个表达式, 子表达式// a - b是一个表达式, 子表达式// b - a是一个表达式, 子表达式。fun minus(a: Int, b: Int) = if (a > b) a - b else b - a
// throw NotImplementedError() 是一个表达式fun calculate(): Int = throw NotImplementedError()
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这段代码是描述了常见的 Kotlin 代码模式,从它的注释当中,我们其实可以总结出这样几个规律:


  • 赋值语句,就是典型的 statement;

  • if 语法,既可以作为语句,也可以作为表达式;

  • 语句与表达式,它们可能会出现在同一行代码中,比如 val b = 1 + 2;

  • 表达式还可能包含“子表达式”,就比如这里的 minus 方法;

  • throw 语句,也可以作为表达式。


看到这里,可能又有一个疑问,那就是:calculate() 这个函数难道不会引起编译器报错吗?



// 函数返回值类型是Int,实际上却抛出了异常,没有返回Int// ↓ ↓fun calculate(): Int = throw NotImplementedError()
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要想搞清楚这个疑问, 需要理解 Kotlin 的类型系统

小结

  • Koltin 表达式思维是指时刻记住 Kotlin 大部分的语句都是表达式,它们可以产生返回值。利用这种思维,往往可以大大简化代码逻辑。

Kotlin 的类型系统

类、类型和子类型

  • 类(class)是指一种数据类型,类定义定义对象的属性和方法,可以用来创建对象实例,例如 class Person(val name: String),用于表示一个人的属性和行为。

  • 类型(type)是指一个_变量或表达式 **的 **数据类型_。类型可以用来描述变量或表达式的特征和限制取值范围可用的操作)。在 Kotlin 中,每个变量或表达式都有一个确定的类型,例如 Int、String、Boolean 等,类型可以是可空的或非空的,例如 String?String

  • 子类型(subtype)是指一个类型的子集,即一个类型的值可以赋值给另一个类型的变量或表达式。例如 class Student(name: String, val grade: Int) : Person(name) 中,StudentPerson 的子类型,StringString?的子类型 。


在 Kotlin 中,类和类型之间有一定的对应关系,但并不完全相同。一个类可以用于构造多个类型,例如泛型类 List<T> 可以构造出 List<String>List<Int> 等不同的类型。一个类型也可以由多个类实现,例如接口类型 Runnable 可以由多个实现了 run() 方法的类实现。

子类型化

先看一段代码:



非可空类型的 strNotNull:String ,可以赋值给 可空类型的 strNullable:String? ;可空类型的 strNullable:String? 不可以赋值给 非可空类型的 strNotNull:String。


可以看出每一个 Kotlin 都可以用于构造至少两种类型


根据子类型化的定义,String 是 String?的子类型。


看到这里可能有个疑问?没有继承关系,String 并没有 继承 String?,为啥 String 是 String? 的子类型。


其实我也有, 经常开发 Java 会有一个误区:认为只有继承关系类型之间才可以有父子类型关系。


因为在 Java 中,类与类型大部分情况下都是“等价”的(在 Java 泛型出现前)。事实上,“继承”和“子类型化”是两个完全不同的概念。子类型化的核心是一种类型的替代关系




子类型化, 以下内容引用自维基百科


编程语言理论中,子类型动名词,英语:subtyping(也有翻译为子类型化))是一种类型多态的形式。这种形式下,子类型名词,英语:subtype)可以替换另一种相关的数据类型超类型,英语:supertype)。也就是说,针对超类型元素进行操作的子程序、函数等程序元素,也可以操作相应的子类型。如果 S 是 T 的子类型,这种子类型关系通常写作 S <: T,意思是在任何需要使用 T 类型对象的_环境中,都可以安全地使用_ S 类型的对象。


由于子类型关系的存在,某个对象可能同时属于多种类型,因此,子类型(英语:subtyping)是一种类型多态的形式,也被称作子类型多态(英语:subtype polymorphism)或者包含多态(英语:inclusion polymorphism)。


子类型与面向对象语言中(类或对象)的继承是两个概念。子类型反映了类型(即面向对象中的接口)之间的_关系_;而继承反映了一类对象可以从另一类对象创造出来,是_语言特性 _的实现。因此,子类型也称接口继承;继承称作实现继承


子类型 - 维基百科,自由的百科全书




子类型化可表示为:


S <:T
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以上 S 是 T 的子类,这意味着在需要 T 类型 的地方,S 类型的 同样适用,可以用 S 类型的 替换。


所以在前面的例子中, 虽然 String 与 String?看起来没有继承关系,然而在我们需要用 String?类型值的地方,显然可以传入一个类型为 String 的值,这在编译上不会产生问题。反之却不然。 所以 String?是 String 的父类型。


继承强调的是一种“实现上的复用”,而子类型化是一种类型语义的关系,与实现没关系。对于 Java 语言,由于一般在声明父子类型关系的同时也声明了继承的关系,所以造成了某种程度上的混淆。



类型系统

Kotlin 的类型还分为可空类型不可空类型。Any 是所有非空类型的根类型;而 Any? 是所有可空类型的根类型。我们猜测 Kotlin 的类型体系可能是这样的:



那 Any 与 Any? 之间是什么关系呢?

Any 、Any?与 Java 的 Object

Java 当中的 Object 类型,对应 Kotlin 的“Any?”类型。但两者并不完全等价,因为 Kotlin 的 Any 可以没有 wait()、notify() 之类的方法。因此,我们只能说 Kotlin 的“Any?”与 Java 的 Object 是大致对应的。


下面是 Java 代码,它有三个方法,分别是可为空的 Object 类型、不可为空的 Object 类型,以及无注解的 Object 类型。


public class TestTypeJava {
@Nullable // 可空注解 public Object test() { return null; }
// 默认 public Object test1() { return null; }
@NotNull // 不可空注解 public Object test2() { return 1; }}
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上面的代码通过 Convert Java File to Kotlin File 转换成 Kotlin:


class TestTypeJava {    // 可空注解    fun test(): Any? {        return null    }        fun test1(): Any? { //  可以看出默认情况下,   Java Object 对应 Kotlin Any?        return null    }
// 不可空注解 fun test2(): Any { return 1 }}
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可以看出默认情况下,没有注解标记可空信息的时候, Java Object 对应 Kotlin Any?。


有些时候 Java 代码包含了可空性的信息,这些信息使用注解来表达。当代码中出现了这样的信息时,Kotlin 就会使用它。因此 Java 中的 @Nullable String 被 Kotlin 当作 String?,而 @NotNull String 就是 String



如果没有是否可空注解, Java 类型会变成 Kotlin 中的平台类型(后面会解释)


了解了 Any 和 Any?的关系,可以画出关系图


Unit 与 Void 与 void

先看一段 Java 代码


public class PrintHello {    public void printHelloWorld() {        System.out.println("Hello World!");    }}
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转成 Kotlin


class PrintHello {    fun printHelloWorld():Unit { // Redundant 'Unit' return type         println("Hello World!")    }}
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Java 的 void 关键字在 Kotlin 里是没有的,取而代之的是一个叫做 Unit 的东西,


Unit 和 Java 的 void 真正的区别在于,void 是真的表示什么都不返回,而 Kotlin 的 Unit 却是一个真实存在的类型


public object Unit {    override fun toString() = "kotlin.Unit"}
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它是一个 object,也就是 Kotlin 里的单例类型或者说单例对象。当一个函数的返回值类型是 Unit 的时候,它是需要返回一个 Unit 类型的对象的:


   fun printHelloWorld():Unit {        println("Hello World!")        return Unit  // return Unit 可以省略    }
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只不过因为它是个 object ,所以唯一能返回的值就是 Unit 本身。


这两个 Unit 是不一样的,上面的是 Unit这个类型,下面的是 Unit这个单例对象,它俩长得一样但是是不同的东西。注意了,这个并不是 Kotlin 给Unit 的特权,而是 object 本来就有的语法特性。如果有需要,也可以用同样的格式来使用别的单例对象,是不会报错的:


包括也可以这样写:


val unit: Unit = Unit
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也是一样的道理,等号左边是类型,等号右边是对象——当然这么写没什么实际作用啊,单例可以直接用。


object Zhangsan
fun getZhangsan(): Zhangsan { // 单例可以直接使用 return Zhangsan}
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因此,在结构上,Unit 并没有任何特别之处,它只是 Kotlin 的 object。除了对于函数返回值类型和返回值的自动补充之外,它的特殊之处更多地在于语义和用途的角度。它是由官方规定的,用于表示**「什么也不返回」的场景的返回值类型**。但这只是它被规定的用法而已,本质上它是一个实实在在的类型。在 Kotlin 中,不存在真正没有返回值的函数,所有「没有返回值」的函数实质上的返回值类型都是 Unit,而返回值也都是 Unit 这个单例对象。这是 Unit 和 Java 的 void 在本质上的不同之处。

Unit 相比 void 带来什么不同

Unit 去除了无返回值函数的特殊性和有返回值函数之间的本质区别,从而使得很多事情变得更加简单,这种通用性为我们带来了便利。

例子: 函数类型的函数参数

虽然不能说 Java 中的所有函数调用都是表达式,但是可以说 Kotlin 中的所有函数调用都是表达式。


是因为存在特例 void,在 Java 中如果声明的函数没有返回值,那么它就需要用 void 来修饰。如:


  public void printHelloWorld() {        System.out.println("Hello World!");  }
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因为 void 不是类型,所以 函数 printHelloWorld()无法匹配 () -> Unit 函数类型


class VoidTest {    fun printHelloWorld1():Unit { // 作为参数时,就有函数类型  () -> Unit        println("Hello World!")    }
fun runTask(task: () -> Any) { when (val result = task()) { Unit -> println("result is Unit") String -> println("result is a String: $result") else -> println("result is an unknown type") } }
@Test fun main1() { val var1 = ::printHelloWorld1 // () -> Unit runTask (var1) // () -> Unit runTask { "This is string" } //:() -> String runTask { 42 } // () -> Int }}
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现在有了 Unit , fun printHelloWorld1():Unit 作为参数时,就有函数类型 () -> Unit 。


注意:在 Java 当中,Void 和 void 不是一回事(注意大小写),前者是一个 Java 的类,后者是一个用于修饰方法的关键字。如下所示:


public final class Void {

@SuppressWarnings("unchecked") public static final Class<Void> TYPE = (Class<Void>) Class.getPrimitiveClass("void");
private Void() {}}
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JAVA 中 Void 类是一个不可实例化的占位符类,用来保存一个引用代表 Java 关键字 void 的 Class 对象。它的作用是在反射或泛型中表示 void 类型。例如:Map 接口的 put 方法需要两个类型参数,如果我们只需要存储键而不需要存储值,就可以使用 Void 类作为类型参数


Map<String, Void> map = new HashMap<>(); map.put("key", null);。
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了解了 UnitUnit?的关系后,可以画出关系图


Nothing

Nothing 是 Kotlin 所有类型的子类型。 Noting 的概念与 Any? 恰好相反。


Nothing 也叫底类型(BottomType)。


Nothing 的源码是这样的:


public class Nothing private constructor()
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可以看到它本身虽然是 public 的,但它的构造函数是 private 的,这就导致我们没法创建它的实例;而且它不像 Unit 那样是个 object:


public object Unit {  override fun toString() = "kotlin.Unit"}
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而是个普通的 class;并且在源码里 Kotlin 也没有帮我们创建它的实例。这些条件加起来,结果就是:Nothing 这个类既没有也不会有任何的实例对象。基于这样的前提,当我们写出这个函数声明的时候:


fun nothing(): Nothing {
}
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我们可能无法找到一个合适的值来返回,但是在编写代码时,我们必须返回一个值。这种情况下,我们遇到了一个悖论,即必须返回一个值,但却永远找不到合适的返回值

Nothing 的作用: 作为函数 永远不会返回结果 的提示

fun nothing() : Nothing {  throw RuntimeException("Nothing!")}
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根据 Nothing 的特性, Nothing 专门用于抛异常。


public class NotImplementedError(message: String = "An operation is not implemented.") : Error(message)

@kotlin.internal.InlineOnlypublic inline fun TODO(): Nothing = throw NotImplementedError()
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从上面这段代码可以看出,Kotin 源码中 throw 表达式的返回值类型是 Nothing。


throw 这个表达式的返回值是 Nothing 类型。而既然 Nothing 是所有类型的子类型,那么它当然是可以赋值给任意其他类型的。所以表达式思维中的问题就可以解答了


//       函数返回值类型是Int,实际上却抛出了异常,没有返回Int//                ↓       ↓fun calculate(): Int = throw NotImplementedError()
复制代码


作用二

Nothing 类的构造函数是私有的,因此我们无法构造出它的实例。当 Nothing 类型作为函数参数时,一个有趣的现象就出现了:


// 这是一个无法调用的函数,因为找不到合适的参数fun show(msg: Nothing) {}
show(null) // 报错show(throw Exception()) // 虽然不报错,但方法仍然不会调用
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在这里,我们定义了一个 show 函数,它的参数类型是 Nothing。由于 Nothing 的构造函数是私有的,我们将无法调用 show 函数,除非我们抛出异常,但这没有意义。这个概念在泛型星投影的时候是有应用的,具体后面会解释。

作用三

而除此之外,Nothing 还有助于编译器进行代码流程的推断。比如说,当一个表达式的返回值是 Nothing 的时候,就往往意味着它后面的语句不再有机会被执行。如下图所示:



了解了 Nothing 和 Nothing?的关系后,可以画出关系图


平台类型


平台类型在 Kotlin 中表示为 type!(如 String!,Int!, CustomClass!)。Kotlin 平台类型本质上就是 Kotlin 不知道可空性信息的类型,即可以当作可空类型,也可以当作非空类型。平台类型只能来自 Java,因为 Java 中所有的引用都可能为 null,而 Kotlin 中对 null 有严格的检查和限制。但是在 Kotlin 中是禁止声明平台类型的变量的。



具体的代码示例如下:


// Java 代码public class Person {    private String name;    public String getName() {        return name;    }    public void setName(String name) {        this.name = name;    }}
// Kotlin 代码fun main() { val person = Person() // val name = person.name // name 是 String! 类型 println(name.length) // 可能抛出空指针异常 person.name = null // 允许赋值为 null}
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在这个例子中, name 是平台类型,



因为它们来自于 Java 代码。Kotlin 编译器不会检查它们是否为 null,所以需要程序员自己负责。如果要避免空指针异常,可以使用安全调用运算符(?.)或非空断言运算符(!!)来处理平台类型。


println(name?.length) // 安全调用,如果 name 为 null 则返回 nullprintln(name!!.length) // 非空断言,如果 name 为 null 则抛出异常
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平台类型是指 Kotlin 和 Java 的互操作性问题, 在混合项目中要多加注意。

小结

  • Any 是所有非空类型的根类型,而 Any? 才是所有类型的根类型。

  • Unit 与 Java 的 void 类型相似,代表一个函数不需要返回值;而 Unit? 这个类型则没有太多实际的意义。

  • 当 Nothing 作为函数返回值时,意味着这个函数永远不会返回结果,而且还会截断程序的后续流程。Kotlin 编译器也会根据这一点进行流程分析。

  • 当 Nothing 作为函数参数时,就意味着这个函数永远无法被正常调用。这在泛型星投影的时候是有一定应用的。

  • Nothing 可以看作是 Nothing? 的子类型,因此,Nothing 可以看作是 Kotlin 所有类型的底类型。

  • 正是因为 Kotlin 在类型系统中加入了 Unit、Nothing 这两个类型,才让大部分无法产生值的语句摇身一变,成为了表达式。这也是“Kotlin 大部分的语句都是表达式”的根本原因。

泛型:让类型更加安全

Kotlin 的泛型与 Java 一样,都是一种语法糖,即只在源代码中有泛型定义,到了 class 级别就被擦除了。 泛型(Generics)其实就是把类型参数化,真正的名字叫做类型参数,它的引入给强类型编程语言加入了更强的灵活性。

泛型的优点

  1. 类型安全:泛型可以在编译时检查类型,从而避免了在运行时出现类型不匹配的错误。这可以提高程序的可靠性和稳定性。

  2. 代码重用:泛型可以使代码更加通用和灵活,从而可以减少代码的重复和冗余。例如,我们可以编写一个通用的排序算法,可以用于任何实现了 Comparable 接口的类型。


在 Java 中,我们常见的泛型有:泛型类、泛型接口、泛型方法和泛型属性,Kotlin 泛型系统继承了 Java 泛型系统,同时添加了一些强化的地方。

泛型接口/类(泛型类型)

定义泛型类型,是在类型名之后、主构造函数之前用尖括号括起的大写字母类型参数指定:

声明泛型接口

Java:


//泛型接口interface Drinks<T> {    T taste();    void price(T t);}
复制代码


Kotlin:


//泛型接口interface Drinks<T> {    fun taste(): T    fun price(t: T)}
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声明泛型类

Java


abstract class Color<T> {    T t;    abstract void printColor();}class Blue {    String color = "blue";}class BlueColor extends Color<Blue> {    public BlueColor(Blue1 t) {        this.t = t;    }    @Override    public void printColor() {        System.out.println("color:" + t.color);    }}
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Kotlin


abstract class Color<T>(var t: T/*泛型字段*/) {    abstract fun printColor()}
class Blue { val color = "blue"}
class BlueColor(t: Blue) : Color<Blue>(t) { override fun printColor() { println("color:${t.color}") }
}
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泛型字段

定义泛型类型字段,可以完整地写明类型参数,如果编译器可以自动推定类型参数,也可以省略类型参数:


abstract class Color<T>(var t: T/*泛型字段*/) {    abstract fun printColor()}
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声明泛型方法

Kotlin 泛型方法的声明与 Java 相同,类型参数要放在方法名的前面:


Java


public static <T> T fromJson(String json, Class<T> tClass) {    T t = null;    try {        t = tClass.newInstance();    } catch (Exception e) {        e.printStackTrace();    }    return t;}
复制代码


Kotlin


fun <T> fromJson(json: String, tClass: Class<T>): T? {    /*获取T的实例*/    val t: T? = tClass.newInstance()    return t}
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泛型约束

Java 中可以通过有界类型参数来限制参数类型的边界,Kotlin 中泛型约束也可以限制参数类型的上界:


Java


    public static <T extends Comparable<T>> T maxOf(T a, T b) {        if (a.compareTo(b) > 0) return a;        else return b;    }
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Kotlin


fun <T : Comparable<T>> maxOf(a: T, b: T): T {    return if (a > b) a else b}
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where 关键字: 多个上界用 where

Java 中多约束: &


public static <T extends CharSequence & Comparable<T>> List<T> test(List<T> list, T threshold) {       return list.stream().filter(it -> it.compareTo(threshold) > 0).collect(Collectors.toList());}
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Kotin 中多约束:where


//多个上界的情况fun <T> test(list: List<T>, threshold: T): List<T>        where T : CharSequence,              T : Comparable<T> {    return list.filter { it > threshold }.map { it }}
复制代码


所传递的类型 T 必须同时满足 where 子句的所有条件,在上述示例中,类型 T 必须既实现了 CharSequence 也实现了 Comparable。

泛型形参 &泛型实参

泛型类:



泛型函数:


泛型的型变

不变

先看一段 Java 代码,我们知道在 Java 中 ,List<Apple>无法赋值给 List<Fruit>


public class JavaGeneryc {    public static void main(String[] args) {        List<Apple> apples = new ArrayList<>();        apples.add(new Apple());
List<Fruit> fruits = apples; // 编译错误
for (Fruit fruit : fruits) { System.out.println(fruit); } }}
class Fruit { // 父类}
class Apple extends Fruit { // 子类}
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但是到了 Kotlin 这里我们发现了一个奇怪的现象


fun main2(args: Array<String>) {    val stringList:List<String> = ArrayList<String>()    val anyList:List<Any> = stringList//编译成功}
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在 Kotlin 中竟然能将 List<String>赋值给 List<Any>,不是说好的 Kotlin 和 Java 的泛型原理是一样的吗?怎么到了 Kotlin 中就变了?其实我们前面说的都没错,关键在于这两个 List 并不是同一种类型。我们分别来看一下两种 List 的定义:



虽然都叫 List,也同样支持泛型,但是 Kotlin 的 List 定义的泛型参数前面多了一个 out 关键词(加上 out 发生协变 ),这个关键词就对这个 List 的特性起到了很大的作用。普通方式定义的泛型是不变的,简单来说就是不管类型 A 和类型 B 是什么关系,Generic<A>与 Generic<B>(其中 Generic 代表泛型类)都没有任何关系。比如,在 Java 中 String 是 Oject 的子类型,但 List<String>并不是 List<Object>的子类型,在 Kotlin 中泛型的原理也是一样的。Kotin 使用 out 才发生了变化。

out 位置与 in 位置


函数参数的类型叫作 in 位置,而函数返回类型叫作 out 位置

协变 :保留子类型化关系

如果在定义的泛型类和泛型方法的泛型参数前面加上 out 关键词,说明这个泛型类及泛型方法是协变,简单来说类型 A 是类型 B 的子类型,那么 Generic<A>也是 Generic<B>的子类型,


协变点 (out 位置)


函数返回值类型为泛型参数。

协变的特征

只能消费,只能取


  • 子类型化会被保留(Producer<Cat>是 Producer<Animal>的子类型)

  • T 只能用在 out 位置



interface Book
interface EduBook : Book
class BookStore<out T : Book> { fun getBook(): T { TODO() }}
fun covariant(){// 教材书店 val eduBookStore: BookStore<EduBook> = BookStore<EduBook>()// 书店 val bookStore: BookStore<Book> = eduBookStore // 协变,教辅书店是书店的子类型
val book: Book = bookStore.getBook() val eduBook : EduBook = eduBookStore.getBook()}
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协变小结

•子类型 Derived 兼容父类型 Base•生产者 Producer<Derived>兼容 Producer<Base>

逆变: 反转子类型化关系

如果在定义的泛型类和泛型方法的泛型参数前面加上 in 关键词,说明这个泛型类及泛型方法是逆变,简单来说类型 A 是类型 B 的子类型,那么 Generic<B>是 Generic<A>的子类型,类型父子关系反转。


逆变点 (in 位置)


函数参数类型为泛型参数。

逆变的特征

只能生产,只能放入


  • 子类型化会被反转(Consumer<Animal> 是 Consumer<Cat>的子类型)

  • T 只能用在 in 位置




垃圾不能扔到干垃圾桶,但是可以扔到垃圾桶。干垃圾可以扔到垃圾桶,也可以扔到垃圾桶。由此可以看出垃圾桶可以替代干垃圾桶, 所以干垃圾桶是父类型。


open class Waste
// 干垃圾class DryWaste : Waste()
// 垃圾桶class Dustbin<in T : Waste> { fun put(t: T) { TODO() }}
fun contravariant(){ val dustbin: Dustbin<Waste> = Dustbin<Waste>() val dryWasteDustbin: Dustbin<DryWaste> = dustbin
val waste = Waste() val dryWaste = DryWaste()
dustbin.put(waste) dustbin.put(dryWaste)
// dryWasteDustbin.put(waste) dryWasteDustbin.put(dryWaste)}
复制代码


声明为 in ,在 out 位置使用,是会报错的。


逆变小结
  • 子类型 Derived 兼容父类型 Base

  • 消费者 Consumer<Base>兼容 Consumer< Derived>

  • 记忆小技巧: in 表示逆变, in 倒序过来是 ni(逆)。

型变小结

泛型中的 out 与 in 与 Java 上下界通配符关系

在 Kotlin 中 out 代表协变,in 代表逆变,为了加深理解我们可以将 Kotlin 的协变看成 Java 的上界通配符,将逆变看成 Java 的下界通配符:


//Kotlin使用处协变fun sumOfList(list: List<out Number>)
//Java上界通配符void sumOfList(List<? extends Number> list)
//Kotlin使用处逆变fun addNumbers(list: List<in Int>)
//Java下界通配符void addNumbers(List<? super Integer> list)
复制代码

小结


总的来说,Kotlin 泛型更加简洁安全,但是和 Java 一样都是有类型擦除的,都属于编译时泛型。




下期分享:


星投影


注解 @UnsafeVariance


内联特化(内联强化) reified




系列


From Java To Kotlin:空安全、扩展、函数、Lambda很详细,这次终于懂了


From Java To Kotlin 2:Kotlin 类型系统与泛型

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