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Kotlin?泛型邊界型變及星投影使用詳解_Android

作者：無糖可樂愛好者 ? 更新時(shí)間： 2023-01-05 編程語言

1.泛型

Android項(xiàng)目開發(fā)過程中普遍會(huì)遇到一個(gè)問題：adapter的樣式、業(yè)務(wù)邏輯很相似，但是需要的數(shù)據(jù)源不是來自一個(gè)接口，常規(guī)情況下就要定義多個(gè)構(gòu)造函數(shù)但是這樣就要更改構(gòu)造函數(shù)的傳參順序或者增加傳參要么就是將他們統(tǒng)一成一個(gè)類。但是用泛型就可以這樣解決：

class CommonAdapter<T>(val list: List<T>) : RecyclerView.Adapter<CommonAdapter.ViewHolder>() {
    class ViewHolder(view: View) : RecyclerView.ViewHolder(view) {
    }
    override fun onCreateViewHolder(parent: ViewGroup, viewType: Int): ViewHolder {
        TODO("Not yet implemented")
    }
    override fun onBindViewHolder(holder: ViewHolder, position: Int) {
        TODO("Not yet implemented")
    }
    override fun getItemCount() = list.size
}
//調(diào)用CommonAdapter
mBinding.rvTab.adapter = CommonAdapter(listOf("周一","周二","周三"))
mBinding.rvTab.adapter = CommonAdapter(listOf(CommonData("張三"),CommonData("李四"),CommonData("王五")))

可以看到泛型可以很好的解決這個(gè)問題。

再舉個(gè)例子，電子產(chǎn)品的充電器，在以前充電接口沒有統(tǒng)一的時(shí)候每個(gè)設(shè)備都需要一個(gè)單獨(dú)的充電器，這樣就很麻煩，下面的代碼就是對(duì)這個(gè)問題的一種表示

// 手機(jī)
class Phone {
    fun charging() {}
}
// 平板
class Pad {
    fun charging() {}
}
//無線耳機(jī)
class Headset {
    fun charging() {}
}
//便攜音箱
class Speakers {
    fun charging() {}
}

統(tǒng)一充電器接口后就只需要保留一個(gè)充電器即可，這個(gè)概念就需要用到泛型了

//統(tǒng)一接口
class UnifiedInterface<T> {
    fun charging(device: T) {}
}
val phone = UnifiedInterface<Phone>()
phone.charging()
val pad = UnifiedInterface<Pad>()
pad.charging()

在統(tǒng)一接口UnifiedInterface中傳入要充電的電子設(shè)備就可以了。T代表的就是各種電子設(shè)備。

這里要注意的一點(diǎn)是在使用泛型的時(shí)候還可以加上邊界

class UnifiedInterface<T: Phone> {
    fun charging(device: T) {}
}

上面的代碼中Phone就是邊界，用【:】這個(gè)邊界的聲明就是說只能傳入Phone類或者它的子類，傳入Pad或者Headset都是不可以的。

2.型變

fun main() {
    func(mutableListOf<Phone>(Phone()))	//報(bào)錯(cuò) 這里應(yīng)該傳入Device類型的集合
}
fun func(list: MutableList<Device>) {
    list.add(Pad())
}
open class Device {
}
class Phone : Device() {
}
class Pad {
}

這里定義了一個(gè)方法，方法中的傳參是Device類型的集合，調(diào)用的時(shí)候傳入的Phone類型的集合，而Device和Phone是繼承關(guān)系但是卻無法傳入Phone類型的集合。這是因?yàn)樵谀J(rèn)情況下MutableList<Device>和MutableList<Phone>之間不存在任何繼承關(guān)系，他們也無法互相替代，這就是泛型的不變性。

那么什么是型變？型變就是為了解決泛型的不變性問題。

3.型變—逆變

以手機(jī)為例，Android是手機(jī)類，還有XioMi和HuaWei兩個(gè)子類，它倆和Android是繼承關(guān)系，那么Charger<XiaoMi>、Charger<HuaWei>和Charger<Android>之間有什么關(guān)系？

class Charger<T> {
    fun charging(device: T) {}
}
open class Android {
    open fun charging() {}
}
class XiaoMi : Android() {
    override fun charging() {
    }
}
class HuaWei() : Android() {
    override fun charging() {
        super.charging()
    }
}

假設(shè)，現(xiàn)在手機(jī)都沒電了，需要用充電器充電，那么給XiaoMi手機(jī)充電就是這樣

fun xiaoMiCharger(charger: Charger<XiaoMi>) {
    val xiaomi = XiaoMi()
    charger.charging(xiaomi)
}

但是還有一個(gè)HuaWei手機(jī)也要充電，是否可以用一個(gè)充電器？就像下面這樣

fun main() {
    val charger = Charger<Android>()
    xiaoMiCharger(charger)				//報(bào)錯(cuò)：類型不匹配
    huaWeiCharger(charger)				//報(bào)錯(cuò)：類型不匹配
}

都是Android手機(jī)為什么不能充電？這主要是編譯器不認(rèn)為XiaoMi和HuaWei是Android手機(jī)，也就是說它們?nèi)咧g沒有關(guān)系，這就是上面講的不可變性， 此時(shí)逆變踩著歡快的腳步到來了。

  • 使用處型變
//				   				 修改處
//								   ↓
fun xiaoMiCharger(charger: Charger<in XiaoMi>) {
    val xiaomi = XiaoMi()
    charger.charging(xiaomi)
}
//				   				 修改處
//								   ↓
fun huaWeiCharger(charger: Charger<in HuaWei>) {
    val huaWei = HuaWei()
    charger.charging(huaWei)
}
class Charger<T> {
    fun charging(device: T) {}
}
fun main() {
    val charger = Charger<Android>()	
    xiaoMiCharger(charger)
    huaWeiCharger(charger)
}
  • 聲明處型變
//			修改處
//			  ↓
class Charger<in T> {
    fun charging(device: T) {}
}
fun xiaoMiCharger(charger: Charger<XiaoMi>) {
    val xiaomi = XiaoMi()
    charger.charging(xiaomi)
}
fun huaWeiCharger(charger: Charger<HuaWei>) {
    val huaWei = HuaWei()
    charger.charging(huaWei)
}
fun main() {
    val charger = Charger<Android>()	
    xiaoMiCharger(charger)
    huaWeiCharger(charger)
}

加上in關(guān)鍵字之后就報(bào)錯(cuò)就消失了

為什么被叫做逆變？

上面的代碼其實(shí)是將父子關(guān)系顛倒了，以使用處型變?yōu)槔覀儼汛a放到一起看看

fun main() {
    val charger = Charger<Android>()	
    xiaoMiCharger(charger)
    huaWeiCharger(charger)
}
//Charger<Android> → Charger<XiaoMi> 成了顛倒關(guān)系
fun xiaoMiCharger(charger: Charger<in XiaoMi>) {
    val xiaomi = XiaoMi()
    charger.charging(xiaomi)
}
fun huaWeiCharger(charger: Charger<in HuaWei>) {
    val huaWei = HuaWei()
    charger.charging(huaWei)
}

這種父子顛倒的關(guān)系被稱為逆變。

4.型變—協(xié)變

假設(shè)我要去商場(chǎng)買一個(gè)Android手機(jī)，它屬于Phone類

open class Phone {
}
class Android : Phone() {
}
//商場(chǎng)什么都賣
class Shop<T> {
    fun buy(): T {
        TODO("Not yet implemented")
    }
}
//去商場(chǎng)買手機(jī)
fun buy(shop: Shop<Phone>) {
    val phone = shop.buy()
}
fun buy(shop: Shop<Phone>) {
    val phone = shop.buy()
}
fun main() {
    val android = Shop<Android>()
    buy(android)				//報(bào)錯(cuò)了，類型不匹配
}

Android是Phone的子類，但是Shop<Android>和Shop<Phone>卻沒有關(guān)系，這依舊是Kotlin的不可變性，前面講過通過in實(shí)現(xiàn)逆變， 但是它的父子關(guān)系就被顛倒了，那么這里的目的就是維持正確的父子關(guān)系——協(xié)變。

  • 使用處協(xié)變
class Shop<T> {
    fun buy(): T {
        TODO("Not yet implemented")
    }
}
//				   修改處
//					↓
fun buy(shop: Shop<out Phone>) {
    val phone = shop.buy()
}
fun main() {
    val android = Shop<Android>()
    buy(android)				//報(bào)錯(cuò)消失
}
  • 聲明處協(xié)變
//		  修改處
//			↓
class Shop<out T> {
    fun buy(): T {
        TODO("Not yet implemented")
    }
}
fun buy(shop: Shop<Phone>) {
    val phone = shop.buy()
}
fun main() {
    val android = Shop<Android>()
    buy(android)				//報(bào)錯(cuò)消失
}

通過out就實(shí)現(xiàn)了協(xié)變， 父子關(guān)系也沒有顛倒，關(guān)系圖如下

Kotlin的型變的逆變、協(xié)變到這里就講完了，Java中也有型變，但是只有使用處沒有聲明處

Kotlin Java
逆變 Charger Charger<? super XiaoMi>
協(xié)變 Shop Shop<? extends Phone> 
//RxJava#ObservableAnySingle
public ObservableAnySingle(ObservableSource<T> source, Predicate<? super T> predicate) {
    this.source = source;
    this.predicate = predicate;
}

//String#join
public static String join(CharSequence delimiter, Iterable<? extends CharSequence> elements) {
    Objects.requireNonNull(delimiter);
    Objects.requireNonNull(elements);
    StringJoiner joiner = new StringJoiner(delimiter);
    for (CharSequence cs: elements) {
        joiner.add(cs);
    }
    return joiner.toString();
}

逆變和協(xié)變有什么區(qū)別？怎么用？

//聲明處逆變
class Charger<in T> {
    fun charging(device: T) {}
}
//聲明處協(xié)變
//		  修改處
//			↓
class Shop<out T> {
    fun buy(): T {
        TODO("Not yet implemented")
    }
}

對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)逆變主要用于傳參，協(xié)變主要用于返回值，Kotlin的官方文檔也有這么一句話: ****消費(fèi)者 in, 生產(chǎn)者 out!

5.泛型邊界

在講協(xié)變的例子時(shí)我們要去商場(chǎng)Shop買手機(jī)，但是商場(chǎng)什么手機(jī)都賣，現(xiàn)在我想買Android手機(jī)，怎么保證我買的就是Android手機(jī)？加上一個(gè)邊界就好了

//				變化在這里，加了一個(gè)邊界，類似于var x: Int = 0
//					↓
class Shop<out T: Android> {
    fun buy(): T {
        TODO("Not yet implemented")
        }
}
fun main() {
    val android = Shop<Android>()
        buy(android)
        val ios = Shop<IOS>()		//報(bào)錯(cuò)：類型不匹配
        buy(ios)				
    }
}

6.星投影

星投影就是用【】作為泛型的實(shí)參，當(dāng)我們使用【】作為泛型的實(shí)參時(shí)也就意味著我們對(duì)具體的參數(shù)是什么并不感興趣或者說不知道具體的參數(shù)是什么。

舉例：還是買手機(jī)的案例，現(xiàn)在我不挑品牌了，只要能用就好，既然這樣那就隨便找家店鋪好了

//				不指定具體參數(shù)
//					 ↓
fun findShop(): Shop<*> {
    TODO("Not yet implemented")
}
fun main(){
    val shop = findShop()
    val product: Any? = shop.buy()
}

這里的product什么手機(jī)都可以，甚至是其他物品都行，這里還定義了一個(gè)Any?也說明了可能是空手而歸。

那么我只想買個(gè)手機(jī)，怎么才能避免買錯(cuò)成其他物品呢？添加邊界

//只找Phone的店鋪
//					↓ 這是邊界
class Shop<out T: Phone> {
    fun buy(): T {
        TODO("Not yet implemented")
    }
}
fun findShop(): Shop<*> {
    TODO("Not yet implemented")
}
fun main() {
    val shop = findShop()
    //只要返回值是Phone的商品
    val product: Phone = shop.buy()
}

添加邊界后就可以達(dá)到我只想買個(gè)手機(jī)的要求了。

泛型這一塊比較抽象，一定要多看幾遍，思考在項(xiàng)目中這個(gè)東西的應(yīng)用場(chǎng)景在哪里。

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7170496238737948709

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