Kotlin 知識梳理系列文章
Kotlin 知識梳理(1) - Kotlin 基礎
Kotlin 知識梳理(2) - 函數的定義與調用
Kotlin 知識梳理(3) - 類、對象和接口
Kotlin 知識梳理(4) - 數據類、類委托 及 object 關鍵字
Kotlin 知識梳理(5) - lambda 表達式和成員引用
Kotlin 知識梳理(6) - Kotlin 的可空性
Kotlin 知識梳理(7) - Kotlin 的類型系統
Kotlin 知識梳理(8) - 運算符重載及其他約定
Kotlin 知識梳理(9) - 委托屬性
Kotlin 知識梳理(10) - 高階函數：Lambda 作為形參或返回值
Kotlin 知識梳理(11) - 內聯函數
Kotlin 知識梳理(12) - 泛型類型參數
一、本文概要
本文是對<<Kotlin in Action>>的學習筆記，如果需要運行相應的代碼可以訪問在線環境 try.kotlinlang.org，這部分的思維導圖為：
二、泛型類型參數
泛型允許你定義帶 類型形參 的類型，當這種類型的實例被創建出來的時候，類型形參被替換成為 類型實參 的具體類型。
和Java不同，Kotlin始終要求類型實參要么被顯示地說明，要么能被編譯器推導出來。例如，在Java中可以聲明List類型的變量，而不需要說明它可以包含哪些事物，而Kotlin從一開始就有泛型，所以它不支持原生態類型，類型實參必須定義。
2.1 泛型函數和屬性
如果需要編寫一個使用列表的函數，希望它可以在任何列表上使用，需要編寫一個泛型函數，泛型函數有它自己的類型形參，這些 類型形參 在每次調用時都必須替換成具體的 類型實參。
2.1.1 slice
例如集合當中slice函數的定義：
fun <T> List<T>.slice(indices : IntRange) : List<T>
接收者和返回類型都用到了函數的類型形參T，它們的類型都是List<T>，當在一個具體的列表上調用這個函數時，可以顯示地指定類型實參，也可以讓編譯器自動推導出類型：
fun main(args: Array<String>) {
val letters = ('a'..'z').toList()
//顯示地指定類型實參。
println(letters.slice<Char>(0..2))
//編譯器自動推導出T的類型是Char。
println(letters.slice(10..13))
}
2.1.2 filter
下面再來看filter的例子
fun main(args: Array<String>) {
val authors = listOf("first", "second")
val readers = mutableListOf("first", "third")
println(readers.filter { it !in authors })
}
運行結果為：
>> [third]
其中filter的定義為：
fun <T> List<T>.filter(predicate : (T) -> Boolean) : List<T>
在上面的例子中，自動生成的lambda參數it的類型為String。編譯器推斷T就是String，因為它知道函數是在List<T>上調用，而它的接收者readers的真實類型是List<String>。
2.1.3 聲明泛型的擴展屬性
我們可以給 類或接口的方法、頂層函數、擴展函數和擴展屬性 聲明類型參數，在上面的例子中，類型參數用在了接收者和lambda參數上，下面我們再來看一個 聲明泛型的擴展屬性 的例子：
val <T> List<T>.penultimate: T
get() = this[size - 2]
fun main(args: Array<String>) {
println(listOf(1, 2, 3, 4).penultimate)
}
運行結果為：
>> 3
2.1.4 不能聲明泛型的非擴展屬性
普通（非擴展）屬性 不能擁有類型參數，不能在一個類型的屬性中存儲多個不同類型的值，因此 聲明泛型非擴展函數沒有任何意義。
2.2 泛型類和泛型接口
Kotlin通過在類名稱后加上一對尖括號，并把類型參數放在尖括號內來聲明泛型類和泛型接口。一旦聲明后，就可以在類型的主體內 像其它類型一樣使用類型參數，例如List<T>：
interface List<T> {
operator fun get(index : Int) : T
}
如果你的類繼承了泛型類，或者實現了泛型接口，就得 為基礎類型的泛型形參提供一個類型實參，它可以是一個 具體類型或者是另一個類型形參。
2.2.1 將類型形參替換為具體類型
下面我們先定義一個泛型類Holder<T>，再將它的類型形參替換為具體類型Int：
interface Holder<T> {
fun getValue() : T
fun setValue(t : T)
}
class HolderInt : Holder<Int> {
var a : Int = 0;
override fun getValue() = a
override fun setValue(value : Int) {
a = value
}
}
fun main(args: Array<String>) {
val t = HolderInt()
t.setValue(2)
println("value=${t.getValue()}")
}
運行結果為：
>> value=2
2.2.2 將類型形參替換為另一個類型形參
HolderWrapper定義了它自己的類型參數T并把它指定為父類的類型參數，它是全新的類型形參，不必保留一樣的名稱：
interface HolderWrapper<T> : Holder<T>
class HolderInt : HolderWrapper<Int> {
var a : Int = 0;
override fun getValue() = a
override fun setValue(value : Int) {
a = value
}
}
2.2.3 類自身作為類型實參引用
一個類甚至可以把它自己作為類型實參引用，實現Comparable接口的類就是這種模式的經典例子，任何可以比較的元素都必須定義它如何與同樣類型的對象比較。
interface Comparable<T> {
fun compareTo(other : T) : Int
}
class String : Comparable<String> {
override fun compareTo(other : String) : Int = /** **/
}
String類實現了Comparable泛型接口，提供類型String給類型實參T。
2.3 類型參數約束
類型參數約束 可以限制作為 泛型類和泛型函數的類型實參的類型。例如計算列表元素之和的函數sum，它可以用在List<String>和List<Double>上，但不可用在List<String>上，可以 定義一個類型參數約束，說明sum的類型形參必須是數字。
如果你把一個類型指定為泛型類型形參的上界約束，在泛型類型具體的初始化中，其對應的類型實參就必須是這個具體類型或者它的子類型。約束的定義方式為：把冒號放在類型參數名稱之后，作為類型形參上界的類型緊隨其后，例如：
fun <T : Number> List<T>.sum() : T
如果需要在一個類型參數上指定多個約束，需要使用不同的語法：
fun <T> ensureTrailingPeriod(seq : T)
where T : CharSequence, T : Appendable {
//...
}
在這種情況下，作為類型實參的類型必須實現CharSequence和Appendable兩個接口。
2.4 讓類型實參非空
如果你聲明的是泛型類或者泛型函數，包括可空的類型實參在內，任何類型實參都可以替換它的類型形參。事實上，沒有指定上界的類型形參將會使用Any?作為默認的上界，關于Any的含義可以參考 Kotlin 知識梳理(7) - Kotlin 的類型系統 中的2.4節。
如果你想保證替換類型形參的始終是非空類型，可以通過指定一個約束來實現，如果除了可空性之外沒有任何限制，那么可以使用Any代替默認的Any?作為上界。
class Processor<T : Any> {
fun process(value : T) {
value.hashCode()
}
}
除了Any之外，還可以指定任意非空類型作為上界，來讓類型參數非空。
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