Kotlin泛型的使用介绍

什么是泛型

泛型是指编写代码时不指定特定类型，而是在代码使用时才确定具体类型的一种特性。Kotlin中，泛型被广泛应用于集合类、函数以及类的定义等场景。

Kotlin中使用<T>表示泛型类型，其中T可以是任何非空字符串。同时，Kotlin支持多个泛型类型参数，例如<T, U, V>等。

泛型类的定义

声明泛型类使用和普通类一样的语法，唯一不同的是在类名后面加上一对尖括号声明泛型参数。

下面是一个简单的泛型类示例：

class Box<T>(val value: T) {
    override fun toString(): String = "Box($value)"
}

其中，Box类中的T就是泛型类型参数，指定了这个类是可以存储任意类型值的。

泛型接口的定义

除了泛型类，Kotlin也支持泛型接口的定义：

interface List<T> {
    fun get(index: Int): T
    fun add(element: T)
}

这里定义了一个泛型接口List，其中T表示列表中存储的元素的类型。该接口包含了两个方法，一个用于获取元素，一个用于添加元素。

泛型函数的定义

泛型函数允许在函数调用时指定泛型类型参数，下面是一个泛型函数的示例：

fun <T> createList(vararg elements: T): List<T> {
    val result = ArrayList<T>()
    for (element in elements) {
        result.add(element)
    }
    return result
}

上面的代码中，函数createList接收一个变长参数elements，并返回一个泛型类型参数为T的列表。该函数使用ArrayList来存储元素，最终构建出一个列表并将其返回。

泛型函数的调用

泛型函数调用时需要指定泛型类型参数。例如，调用上面定义的createList方法来创建一个字符串列表：

val list: List<String> = createList("one", "two", "three")

上述代码中，<String>部分表明createList方法的泛型类型参数类型为String，即返回一个字符串类型的列表。

类型边界

在某些场景中，需要对泛型类型参数进行约束，指定一些限定条件，这就需要使用到类型边界。

Kotlin中，类型边界可以通过冒号:来定义，用于指定泛型类型必须是某种类型的子类或实现了某个接口。例如：

fun <T : Comparable<T>> maxOf(a: T, b: T): T {
    return if (a > b) a else b
}

上面的示例中，T : Comparable<T>的意思是泛型类型T必须满足实现了Comparable接口并且可以比较自身类型，并且返回值类型为T。

where子句

Kotlin还提供了一个where子句，用于在类型边界中指定多条限制条件。例如：

fun <T> sort(list: List<T>) where T : Comparable<T>, T : Any {
    list.sorted()
}

上面的代码中，where T : Comparable<T>, T : Any表示泛型类型T必须同时满足两个限制条件：实现了Comparable接口并且可以比较自身类型，并且泛型类型T必须是非空类型。

示例1：使用泛型实现带有默认值的属性

class State<T> (initialValue: T) {
    var value: T = initialValue
        set(newValue) {
            println("State value is set to $newValue")
            field = newValue
        }
}

上述代码定义了一个名为State的泛型类，包含一个名为value的属性。value属性的类型为泛型类型T，默认值为initialValue，并且提供了一个setter方法用于修改属性值。

示例2：泛型函数实现Lambda表达式的排序

fun <T> sortWithLambda(list: List<T>, comparator: (T, T) -> Int): List<T> {
    return list.sortedWith(comparator)
}

上述代码定义了一个名为sortWithLambda的泛型函数，接受两个参数：一个泛型List类型的列表和一个接受两个泛型类型参数的比较函数comparator。函数中使用sortedWith方法对列表进行排序，并返回排序后的值。

总结

泛型是Kotlin中非常重要的特性之一，它可以弥补Java中类型限制的不足，使代码更加灵活。在Kotlin中，泛型可以应用于类、接口、函数等多种场景，这里只是对泛型的基础使用做了简单介绍。如果您想深入了解Kotlin中的泛型，建议参考官方文档进行学习。