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Kotlin中的泛型跟Java中的泛型基本上一样，都是在编译的时候才有效果，在运行期是擦除的。我们可以在类，方法中使用泛型：

class Box<T>(var value: T){
    fun get(): T {
        return value
    }

    fun set(x: T){
        this.value = x;
    }
}

fun <T> newBox(value: T) = Box(value)

fun main(args: Array<String>) {
    val box1:Box<String> = Box<String>("Denny")
    val box2:Box<String> = Box("Denny")
    val box3 = Box("Denny")

    val box5 = newBox(true)

    val box4 = Box(1)
    box4.set("Jack") //编译错误。Type mismatch, Required: Int, Found String
}

泛型类的定义是在类名称之后主构造函数之前，泛型函数声明跟Java一样，类型参数要放在函数明之前。类型如果可以推断出来的话，可以省略泛型类型。
泛型函数类型参数可以使用:冒号指定上界：

fun <T : Comparable<T>> sort(list: List<T>){...}

如果有多个上界，可以使用where语句。

fun <T> cloneWhenGreater(list: List<T>, threshold: T): List<T>
  where T : Comparable, Cloneable {
  return list.filter(it > threshold).map(it.clone()) 
}

1. 协变（covariant）和逆变（contravariant）

Number[] numbers = new Integer[]{1, 2, 3};  //works
List<Number> numberList = new ArrayList<Integer>();  //编译错误，暴类型不兼容错误。

Java中，数组是协变的，而泛型不是协变的，也就是说Integer是Number的子类，数组类型Integer[]也是Number[]的子类，但是List<Integer>不是List<Number>的子类。

Animal类型是Dog类型的父类，假如Animal类型标记为F（father），Dog类型标记为C（child），我们用这个表示父子类型关系：F <| C。而对应的泛型List<Animal>，List<Dog>，我们标记为f<F>, f<C>。那么当 F <| C时：

  • 如果f<F> <| f<C>成立，那么f叫做协变；
  • 如果f<C> <| f<F>成立，那么f叫着逆变；
  • 如果以上两种情况都不成立，那么叫着不可变；

Java的泛型是不变的。如果要实现协变和逆变的话，那么我们就需要使用通配符?。

<? extends T>实现了泛型的协变

        List<? extends Number> list1 = new ArrayList<Integer>();
        List<? extends Number> list2 = new ArrayList<Float>();

以上便实现了协变，但是你要注意的是，这里的list1和list2只能够add(null)，不能够添加其他任意对象。如下：

image.png

为什么会这样呢？因为如果List<? extends Number> 可以添加Integer，Float，Double等数字类型的话，那么从这个List获取到的值可能会有各种类型，也就会引发潜在的错误，所以Java为了保护类型一致性，就禁止向List<? extends Number> 添加任意对象。

<? super T>实现了泛型的逆变

        List<? super Number> list3 = new ArrayList<Number>();
        List<? super Number> list4 = new ArrayList<Object>();
        list3.add(new Integer(3));
        list4.add(new Float((3.3)));

我们可以向List<? super Number>添加Number以及Number的子类，但是不能添加Number的父类。


image.png

PECS

PECS: producer-extends，consumer-super

也就是说生产者使用extends，消费者使用super。具体可以看看java.util.Collections#copy方法：

    public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
        int srcSize = src.size();
        if (srcSize > dest.size())
            throw new IndexOutOfBoundsException("Source does not fit in dest");

        if (srcSize < COPY_THRESHOLD ||
            (src instanceof RandomAccess && dest instanceof RandomAccess)) {
            for (int i=0; i<srcSize; i++)
                dest.set(i, src.get(i));
        } else {
            ListIterator<? super T> di=dest.listIterator();  // in T, 写入dest数据
            ListIterator<? extends T> si=src.listIterator();  // out T， 读取src数据
            for (int i=0; i<srcSize; i++) {
                di.next();
                di.set(si.next());
            }
        }
    }

2. Kotlin中的泛型

Kotlin中的泛型使用的正是前面说的PECS（生产者消费者）概念，在上面说到的java.util.Collections#copy方法中：

  • List<? extends T> src是生产者，也就是数据提供者，在Kotlin中叫out T。生产者不能写入数据，只能读取。
  • List<? super T> dest是消费者，也就是吞掉一些数据，或者说会有数据写入到该对象中，在Kotlin中叫in T，消费者可以写入T或者T的子类。

在Kotlin中，我们把那些只能保证读取数据时类型安全的对象叫做生产者，用 out T标记；把那些只能保证写入数据安全时类型安全的对象叫做消费者，用 in T标记。

2.1 声明处型变

Kotlin对Java泛型最大的改动就是增加了声明处型变，下面的例子：

interface Source<T> { 
  T nextT(); 
} 

void demo(Source<String> str) { 
  // Java 中这种写法是不允许的 
  Source<Object> obj = str;
   /*...*/ 
}

因为Java泛型不可型变的，所以Source<String>不是Source<Object>的子类。但是在Kotlin中你就能做到，用Kotin改写下：

interface Source<out T>{
     fun nextT() : T
}

fun demo(str: Source<String>) {
     val obj:Source<Any> = str  //works
}

因为Source这个接口只有一个读取数据的方法，可以视为生产者，所以把这个接口的类型参数声明为生产者后，就可以实现安全的类型协变了。Kotlin中有大量的声明处协变，比如：Iterable接口声明：

public interface Iterable<out T> {
    /**
     * Returns an iterator over the elements of this object.
     */
    public operator fun iterator(): Iterator<T>
}

因为Collection和Map接口都继承了Iterable接口，而Iterable被声明成了生产者(out T)。所以Collection和Map以及子类都可以实现安全的类型协变：

val c: List<Number> = listOf(1, 2, 3)

2.2 类型投影

类似Java中的无界类型通配符?, Kotlin 也有对应的星投影语法*。
例如，如果类型被声明为 interface Function <in T, out U>，我们有以下星投影：

  • Function<*, String> 表示 Function<in Nothing, String>；
  • Function<Int, *> 表示 Function<Int, out Any?>；
  • Function<*, *> 表示 Function<in Nothing, out Any?>；

*投影跟 Java 的原始类型类似，不过是安全的。

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