Kotlin刨根问底(三)：你真的懂泛型，会用吗？

0x1、要点提炼

什么是泛型 →「 将确定不变的类型参数化，保证集合中存储元素都是同一种 」

泛型的好处 →「 编译期类型安全检查 」和「 消除强类型转换，提高可读性 」

Java中泛型的使用 → 泛型类 、 泛型接口 和 泛型方法 ；

Java假泛型实现原理 →「 类型擦除(Type Erasure) 」只存在与编译期，进JVM前会擦除类型

Java有界泛型类型 → 限制允许实例化的泛型类型 ，「 extends 父类型 」

Java通配符 → <T>与<?> 的区别( 定义-形参 ， 实例化-实参 )

上边界通配符 → <? extends 父类型> ， 父类型未知 ，只能读不能写，协变

下边界通配符 → <? super 子类型> ， 子类型未知 ，只能写不能读，逆变

无限定通配符 → <?> ，等价于 <? extends Object> ，类型完全未知，只能读不能写，不变

Kotlin中的型变 →「 声明处型变 」 out(协变)与in(逆变) ， 类型映射 <*>

Kotlin获取泛型类型 → 匿名内部类 ，反射， 实例化类型参数代替类引用 ， 内联函数

0x2、什么是泛型

0x3、Java中泛型的使用

泛型可用于类、接口和方法的创建，对应： 泛型类 ， 泛型接口 和 泛型方法 ，代码示例如下：

注意事项 ：

1、泛型的参数只能是「 类类型 」，不能是简单数据类型(int, float等)；

2、泛型可以有多个泛型参数

Tips ： 泛型类型的命名不是必须为T ，也可以使用其他「 单个大写字母 」，没有强制的命名规范，但为了便于阅读，有一些约定成俗的命名规范：

通用泛型类型：T，S，U，V

集合元素泛型类型：E

映射键-值泛型类型：K，V

数值泛型类型：N

0x4、Java假泛型实现原理

和C#中的泛型不同，Java和Kotlin中的泛型都是假泛型，实现原理就是「 类型擦除 (Type Erasure)」。
Java编译器在生成 Java字节码中是不包含泛型中的类型信息的 ，只存在于 代码编译阶段 ，进JVM前会被擦除。
不信？写个简单的代码体验下：

运行结果如下 ：

从输出结果可以看到获得的类型确实被擦除了，此时的「 类类型 」皆为 ArrayList ；

问 → 那我们定义的 泛型类型(Integer, String) 到底去哪了？
答 → 被替换成了「 原始类型 」(字节码中的真正类型)
问 → 那原始类型具体是什么类型？
答 → 「 限定类型 」，无限定的话都用 Object 替换。
问 → ？？？
答 → 且听我娓娓道来~

还是上面的代码，进Java字节码看看( View -> Show Bytecode )

的确，Integer和String都被替换成了Object，那这个「 限定类型 」呢？写个例子试试：

看下 字节码 ：

行吧，此时的「 原始类型 」为「 限定类型 」即 Animal 类。

没限定类型的，都替换成Object类，也使得我们可以通过一些操作， 绕过泛型 。
比如，我们利用「反射」往Integer类型的List插入一个String值是不会报错的：

运行结果如下 ：

0x5、Java有界泛型类型

如果不对泛型类型做限制， 泛型类型可实例化为任意类型 的话，可能会产生某些安全隐患。为了限制允许实例化的泛型类型，可在泛型类型后追加 extends 父类型 ，代码示例如下：

有界泛型类型在一定程度上限制了泛型类型，提高了程序的安全性；因为定义了边界，所以 可以调用父类或父接口的方法 。

0x6、Java通配符

Java泛型本身「不变」的，不支持「协变」和「逆变」，是通过通配符(?)来实现的

① <T>与<?>的区别

<T> 「 泛型标识符 」用于泛型「 定义时 」可理解为「形参」；
<?> 「 通配符 」用于泛型「 实例化时 」可理解为「实参」。

代码示例如下 ：

② 各种通配符

上边界通配符<? extends 父类型>
实例化时可确定为「 父类型的未知类型 」故「 只能读不能写 」，从而使得类型是「 协变的 」。

代码示例如下 ：

下边界通配符：<? super 子类型>
实例化时可确定为「 子类型的未知类型 」故「 只能写不能读 」从而使得类型是「 逆变的 」。
(不能读指的是 不能按照泛型类型读取 )< 代码示例如下：

上边界通配符只能读不能写，改为下边界通配符

无限定通配符：<?>
等同于上边界通配符 <? extends Object> ，「 类型完全未知 」故「 只能读不能写 」从而使得类型是「 不变的 」。

Tips ：看完这里，估计有部分读者还是有点懵逼，这里总结下：

不变 → 子类和父类没关系，正常存取，不用通配符就好，Java集合本身就是不变的；

协变 → A是B的子类型，泛型<A>也是泛型<B>的子类型，只想取，用extends。

逆变 → A是B的子类型，泛型<B>也是泛型<A>的子类型，只想存，用super。

PECS法则 (Producer Extends，Consumer Super) 参数化类型 是一个生产者，则使用：<? extends T> 如果它是一个消费者，则使用<? super T>

0x7、Kotlin中的型变

和Java泛型一样，Kotlin中的泛型也是「 不变的 」，没有「 通配符类型 」，但有两个其他的东西：「 声明处型变 」(declaration-site variance) 与「 类型投影 」(type projections)

① 声明处型变

其实就是用「 out 」和「 in 」关键字来替换

「 out 」协变，等同于Java中的<? extends>， 能读不能写 ，代码示例如下：

「 in 」逆变，等同于Java中的<? super>， 能写不能读 ，代码示例如下：

② 类型投影

其实就是对应Java中的*通配符：

Java中<?>等同于<* extends Object>

Kotlin中 <*> 等同于 out Any

0x7、Kotlin获取泛型类型

在Kotlin中可以通过下述四种方法获取泛型的类型(前两种Java也适用)：

① 匿名内部类

原理： 匿名内部类的声明在编译时进行，实例化在运行时进行 。 代码示例如下 ：

获取运行时泛型参数类型 ，子类可获得父类泛型的具体类型。 代码示例如下 ：

③ 实例化类型参数代替类引用

定义一个扩展函数用于启动Activity，代码示例如下：

fun <T: Activity> FragmentActivity.startActivity(context: Context, clazz: Class<T>) {
    startActivity(Intent(context, clazz))
// 调用
startActivity(context, MainActivity::class.java)
④ 内联函数 
Kotlin中使用「inline」关键字定义一个内联函数，配合「reified」具体化(类型不擦除)，得到使用泛型类型的Class。修改后的代码示例如下：
inline fun <reified T : Activity> Activity.startActivity(context: Context) {
    startActivity(Intent(context, T::class.java))
// 调用
startActivity<MainActivity>(context)
参考文献：
《Java泛型学习系列-绪论》
《Android 进阶：基于 Kotlin 的 Android App 开发实践》
  分类：
 Android
 标签：
 AndroidKotlin
 
   
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