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Kotlin泛型的概念及使用

泛型概念

在Kotlin中，泛型（Generics）是一种允许在类、接口和方法中使用类型参数的技术。这些类型参数在实例化类、实现接口或调用方法时会被具体的类型所替代。泛型的主要目的是提高代码的复用性、类型安全性和可读性。

泛型使用

1. 泛型类

定义一个泛型类，可以在类名后面加上尖括号< >，并在其中声明类型参数。

	class Box<T>(val item: T) {
	fun getContent(): T {
	return item
	}
	}
	// 使用时指定类型参数
	val intBox = Box<Int>(10)
	val stringBox = Box<String>("Hello")

1. 泛型函数

函数也可以有类型参数。

	fun <T> printItems(items: List<T>) {
	for (item in items) {
	print(item)
	print(", ")
	}
	println()
	}
	// 使用时，Kotlin会自动推断T的类型
	printItems(listOf(1, 2, 3))
	printItems(listOf("a", "b", "c"))

1. 泛型接口

与泛型类和泛型函数类似，接口也可以有类型参数。

	interface Listener<T> {
	fun onItemClicked(item: T)
	}
	// 实现泛型接口
	class ButtonClickListener<T> : Listener<T> {
	override fun onItemClicked(item: T) {
	// 处理点击事件
	}
	}

协变（Covariance）

协变是指在一个泛型类型中，如果类型参数是某个类的子类型，那么使用这个类型参数的泛型类型也应该是父类泛型类型的子类型。在Kotlin中，通过out修饰符实现协变。

	interface Source<out T> {
	fun next(): T?
	}
	fun demo(strs: Source<String>) {
	// ...
	}
	val intSource: Source<Int> = ...
	// 因为Int是String的子类型（在Kotlin中String不是Int的子类，这里仅作示例），但Source<Int>不是Source<String>的子类型
	// 所以不能直接传递intSource给demo函数，但可以通过协变实现
	demo(intSource as Source<String>) // 错误：类型不匹配
	// 正确的协变用法
	val stringSource: Source<out String> = intSource as? Source<out String> // 这里假设intSource实际上可以转换为Source<out String>
	if (stringSource != null) {
	demo(stringSource) // 正确
	}

注意：在Kotlin中，String并不是Int的子类型，上面的例子仅用于说明协变的概念。

逆变（Contravariance）

逆变与协变相反，它指的是在一个泛型类型中，如果类型参数是某个类的父类型，那么使用这个类型参数的泛型类型也应该是子类泛型类型的父类型。在Kotlin中，通过in修饰符实现逆变。

	interface Sink<in T> {
	fun put(item: T)
	}
	fun fill(sink: Sink<Number>) {
	// ...
	}
	val stringSink: Sink<String> = ...
	// 因为String是Number的子类型，但Sink<String>不是Sink<Number>的子类型
	// 所以不能直接传递stringSink给fill函数，但可以通过逆变实现
	fill(stringSink as Sink<Number>) // 错误：类型不匹配
	// 正确的逆变用法
	val numberSink: Sink<in Number> = stringSink as? Sink<in Number> // 这里假设stringSink实际上可以转换为Sink<in Number>
	if (numberSink != null) {
	fill(numberSink) // 正确
	}

同样，上面的例子仅用于说明逆变的概念，实际上String不是Number的子类型。

星号投射（Star Projection）

星号投射（*）在Kotlin中用于处理泛型类型的通配符情况。当你声明一个泛型类型但不想指定具体的类型参数时，可以使用星号投射。

使用方式：

1. 协变星号投射：List<out T*> 通常简化为 List<*>。这表示列表中的元素可以是任何类型，但当你从列表中取出元素时，它的类型会被视为Any?（因为任何类型都可以赋值给Any?）。

	val list: List<*> = ... // list可以是任何类型的List
	for (item in list) {
	if (item is String) {
	println(item.length) // 只有在确定item是String类型时才能调用其方法
	}
	}

1. 逆变星号投射：在Kotlin中，逆变星号投射不常用，因为Kotlin的泛型系统主要基于协变和不变。但在某些高级用法中，你可能会遇到类似于Sink<in T*>的逆变星号投射，这表示该接口或类可以接受任何类型的参数。

委托（Delegation）

概念：

委托（Delegation）是一种设计模式，它允许一个对象（委托对象）将其职责的一部分或全部委托给另一个对象（被委托对象）。委托模式可以提高代码的复用性和可维护性。

使用：

1. 类委托：在Kotlin中，可以使用by关键字来实现类委托。这允许一个类将某些方法的实现委托给另一个类的实例。

	class Base {
	fun printMessage() {
	println("Message from Base")
	}
	}
	class Derived(b: Base) : Base() by b {
	// Derived类将Base类的printMessage方法委托给b实例
	}
	fun main() {
	val derived = Derived(Base())
	derived.printMessage() // 输出 "Message from Base"
	}

注意：在上面的例子中，Derived类继承了Base类，但实际上并没有重写printMessage方法。相反，它使用by关键字将该方法的调用委托给了b实例（即Base类的一个实例）。
2. 属性委托：Kotlin还支持属性委托，允许你将属性的get和set操作委托给另一个对象或表达式。这可以通过在属性声明中使用by关键字和相应的委托提供程序来实现。

	class LazyValue<T>(private val initializer: () -> T) {
	private var value: T? = null
	fun getValue(): T {
	if (value == null) {
	value = initializer()
	}
	return value!!
	}
	// 这里省略了setValue方法，因为我们只关心只读属性
	}
	class Example {
	val lazyString: String by LazyValue { "Hello, World!" }
	}
	fun main() {
	val example = Example()
	println(example.lazyString) // 输出 "Hello, World!"，并且只会在第一次访问时计算值
	}

在这个例子中，lazyString属性的get操作被委托给了LazyValue类的实例。当第一次访问lazyString时，它会调用LazyValue的getValue方法来计算并缓存值。之后的访问将直接返回缓存的值。