From Java To Kotlin 2：Kotlin 类型系统与泛型

上期主要分享了 From Java To Kotlin 1 ：空安全、扩展、函数、Lambda。

这是 From Java  to Kotlin   第二期。 From Java  to Kotlin  关键在于 思维的转变。

表达式思维

Kotlin 中大部分语句是表达式。 表达式思维是一种编程思维。 编程思维是一种非常抽象的概念，很多时候是只可意会不可言传的。 不过，从某种程度上看，学习编程思维，比学习编程语法更重要。因为编程思维决定着我们的代码整体的架构与风格，而具体的某个语法反而没那么大的影响力。当然，如果对 Kotlin 的语法没有一个全面的认识，编程思维也只会是空中楼阁。就像，我们学会了基础的汉字以后开始写作文：学了汉字以后，如果没掌握写作的技巧，是写不出好的文章的。同理，如果学了 Kotlin 语法，却没有掌握它的编程思维，也是写不出优雅的 Kotlin 代码的。

下面我们看一段 Kotlin 代码

//--- 1
var i = 0
if (data != null) {
    i = data
}

//--- 2 
var j = 0
if (data != null) {
    j = data
} else {
    j = getDefault()
    println(j)
}

//--- 3 
var k = 0
if (data != null) {
    k = data
} else {
    throw NullPointerException()
}

//--- 4 
var x = 0
when (data) {
    is Int -> x = data
    else -> x = 0
}

//--- 5
var y = 0
try {
    y = "Kotlin".toInt()
} catch (e: NumberFormatException) {
    println(e)
    y = 0
}

这些代码，如果我们用平时写 Java 时的思维来分析的话，是挑不出太多毛病的。但是站在 Kotlin 的角度，就完全不一样了。利用 Kotlin 的语法，我们完全可以将代码写得更加简洁，就像下面这样：

//--- 1
val i = data ?: 0

//--- 2 
val j = data ?: getDefault().also { println(it) }

//--- 3 
val k = data?: throw NullPointerException()


//--- 4 
val x = when (data) {
    is Int -> data
    else -> 0
}

//--- 5 
val y = try {
    "Kotlin".toInt()
} catch (e: NumberFormatException) {
    println(e)
    0
}

这段代码看起来就简洁了不少，所以从 Java 转到 Kotlin 要格外注意思维转变，培养表达式思维。

这里有个疑问：Kotlin 为什么就能用这样的方式写代码呢？其实这是因为：if、when、throw、try-catch 这些语法，在 Kotlin 当中都是表达式。

那么，这个“表达式”到底是什么呢？其实，与表达式（Expression）对应的，还有另一个概念，我们叫做语句（Statement）。

• 表达式（Expression），是一段可以产生值的代码；

• 语句（Statement），则是一句不产生值的代码。

我们可以简单来概括一下：表达式（Expression）有值，而语句（Statement）不总有。

用一个更详细的例子解释：

val a = 1    // statement
println(a)   // statement

// statement
var i = 0
if (data != null) {
    i = data
}

// 1 + 2 是一个表达式，但是对b的赋值行为是statement
val b = 1 + 2

// if else 整体是一个表达式
// a > b是一个表达式，  子表达式
// a - b是一个表达式，  子表达式
// b - a是一个表达式，  子表达式。
fun minus(a: Int, b: Int) = if (a > b) a - b else b - a

// throw NotImplementedError() 是一个表达式
fun calculate(): Int = throw NotImplementedError()

这段代码是描述了常见的 Kotlin 代码模式，从它的注释当中，我们其实可以总结出这样几个规律：

• 赋值语句，就是典型的 statement；

• if 语法，既可以作为语句，也可以作为表达式；

• 语句与表达式，它们可能会出现在同一行代码中，比如 val b = 1 + 2；

• 表达式还可能包含“子表达式”，就比如这里的 minus 方法；

• throw 语句，也可以作为表达式。

看到这里，可能又有一个疑问，那就是：calculate() 这个函数难道不会引起编译器报错吗？

//       函数返回值类型是Int，实际上却抛出了异常，没有返回Int
//                ↓       ↓
fun calculate(): Int = throw NotImplementedError()

要想搞清楚这个疑问，  需要理解Kotlin的类型系统。

小结

• Koltin表达式思维是指时刻记住 Kotlin 大部分的语句都是表达式，它们可以产生返回值。利用这种思维，往往可以大大简化代码逻辑。

Kotlin 的类型系统

类、类型和子类型

• 类（class）是指一种数据类型,类定义定义对象的属性和方法，可以用来创建对象实例，例如 class Person(val name: String)，用于表示一个人的属性和行为。

• 类型（type）是指一个_变量或表达式 **的 **数据类型_。类型可以用来描述变量或表达式的特征和限制（取值范围和可用的操作）。在Kotlin中，每个变量或表达式都有一个确定的类型，例如Int、String、Boolean等，类型可以是可空的或非空的，例如 String? 或 String。

• 子类型（subtype）是指一个类型的子集，即一个类型的值可以赋值给另一个类型的变量或表达式。例如 class Student(name: String, val grade: Int) : Person(name) 中，Student 是 Person 的子类型，String 是 String?的子类型  。

在 Kotlin 中，类和类型之间有一定的对应关系，但并不完全相同。一个类可以用于构造多个类型， 例如泛型类 List<T> 可以构造出 List<String>、List<Int> 等不同的类型。一个类型也可以由多个类实现，例如接口类型 Runnable 可以由多个实现了 run() 方法的类实现。

子类型化

先看一段代码：

非可空类型的 strNotNull：String   ，可以赋值给 可空类型的strNullable：String? ； 可空类型的strNullable：String?  不可以赋值给 非可空类型的 strNotNull：String。

可以看出每一个Kotlin类都可以用于构造至少两种类型。

根据子类型化的定义，String 是 String?的子类型。

看到这里可能有个疑问？没有继承关系，String 并没有 继承 String？，为啥String是 String？ 的子类型。

其实我也有， 经常开发 Java 会有一个误区：认为只有继承关系的类型之间才可以有父子类型关系。

因为在Java中，类与类型大部分情况下都是“等价”的（在Java泛型出现前）。事实上，“继承”和“子类型化”是两个完全不同的概念。子类型化的核心是一种类型的替代关系。

---

子类型化， 以下内容引用自维基百科

在编程语言理论中，子类型（动名词，英语：subtyping（也有翻译为子类型化））是一种类型多态的形式。这种形式下，子类型（名词，英语：subtype）可以替换另一种相关的数据类型（超类型，英语：supertype）。也就是说，针对超类型元素进行操作的子程序、函数等程序元素，也可以操作相应的子类型。如果 S 是 T 的子类型，这种子类型关系通常写作 S <: T，意思是在任何需要使用 T 类型对象的_环境中，都可以安全地使用_ S 类型的对象。

由于子类型关系的存在，某个对象可能同时属于多种类型，因此，子类型（英语：subtyping）是一种类型多态的形式，也被称作子类型多态（英语：subtype polymorphism）或者包含多态（英语：inclusion polymorphism）。

子类型与面向对象语言中（类或对象）的继承是两个概念。子类型反映了类型（即面向对象中的接口）之间的_关系_；而继承反映了一类对象可以从另一类对象创造出来，是_语言特性 _的实现。因此，子类型也称接口继承；继承称作实现继承。

子类型 - 维基百科，自由的百科全书

---

子类型化可表示为：

S <:T

以上S是T的子类，这意味着在需要T类型 值 的地方，S类型的 值 同样适用，可以用 S 类型的 值 替换。

所以在前面的例子中， 虽然String与String？看起来没有继承关系，然而在我们需要用String？类型值的地方，显然可以传入一个类型为String的值，这在编译上不会产生问题。反之却不然。 所以String？是String的父类型。

继承强调的是一种“实现上的复用”，而子类型化是一种类型语义的关系，与实现没关系。对于 Java 语言，由于一般在声明父子类型关系的同时也声明了继承的关系，所以造成了某种程度上的混淆。

---

类型系统

Kotlin 的类型还分为可空类型和不可空类型。Any 是所有非空类型的根类型；而 Any? 是所有可空类型的根类型。 我们猜测 Kotlin 的类型体系可能是这样的：那Any 与 Any? 之间是什么关系呢？

Any 、Any?与 Java 的 Object

Java 当中的 Object 类型，对应 Kotlin 的“Any？”类型。但两者并不完全等价，因为 Kotlin 的 Any 可以没有 wait()、notify() 之类的方法。因此，我们只能说 Kotlin 的“Any？”与 Java 的 Object 是大致对应的。

下面是Java 代码，它有三个方法，分别是可为空的 Object 类型、不可为空的 Object 类型，以及无注解的 Object 类型。

public class TestTypeJava {

    @Nullable  // 可空注解
    public Object test() { return null; }

    // 默认
    public Object test1() { return null; }

    @NotNull  // 不可空注解
    public Object test2() { return 1; }
}

上面的代码通过 Convert Java File to Kotlin File 转换成 Kotlin:

class TestTypeJava {
    // 可空注解
    fun test(): Any? {
        return null
    }
    
    fun test1(): Any? { //  可以看出默认情况下，   Java Object 对应 Kotlin Any?
        return null
    }

    // 不可空注解
    fun test2(): Any {
        return 1
    }
}

可以看出默认情况下，没有注解标记可空信息的时候，    Java Object 对应 Kotlin Any?。

有些时候Java代码包含了可空性的信息，这些信息使用注解来表达。当代码中出现了这样的信息时，Kotlin就会使用它。因此Java中的@Nullable String被Kotlin当作String?，而@NotNull String就是String

如果没有是否可空注解， Java类型会变成 Kotlin 中的平台类型（后面会解释）。

了解了  Any 和  Any?的关系，可以画出关系图

Unit 与 Void 与 void

先看一段 Java 代码

public class PrintHello {
    public void printHelloWorld() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

转成 Kotlin

class PrintHello {
    fun printHelloWorld():Unit { // Redundant 'Unit' return type 
        println("Hello World!")
    }
}

Java 的 void 关键字在 Kotlin 里是没有的，取而代之的是一个叫做 Unit 的东西，

Unit 和 Java 的 void 真正的区别在于，void 是真的表示什么都不返回，而 Kotlin 的 Unit 却是一个真实存在的类型：

public object Unit {
    override fun toString() = "kotlin.Unit"
}

它是一个 object，也就是 Kotlin 里的单例类型或者说单例对象。当一个函数的返回值类型是 Unit 的时候，它是需要返回一个 Unit 类型的对象的：

   fun printHelloWorld():Unit {
        println("Hello World!")
        return Unit  // return Unit 可以省略
    }

只不过因为它是个 object ，所以唯一能返回的值就是 Unit 本身。

这两个 Unit 是不一样的，上面的是 Unit这个类型，下面的是 Unit这个单例对象，它俩长得一样但是是不同的东西。注意了，这个并不是 Kotlin 给Unit 的特权，而是 object 本来就有的语法特性。如果有需要，也可以用同样的格式来使用别的单例对象，是不会报错的：

包括也可以这样写：

val unit: Unit = Unit

也是一样的道理，等号左边是类型，等号右边是对象——当然这么写没什么实际作用啊，单例可以直接用。

object Zhangsan

fun getZhangsan(): Zhangsan {  // 单例可以直接使用
  return Zhangsan
}

因此，在结构上，Unit 并没有任何特别之处，它只是 Kotlin 的 object。除了对于函数返回值类型和返回值的自动补充之外，它的特殊之处更多地在于语义和用途的角度。它是由官方规定的，用于表示「什么也不返回」的场景的返回值类型。但这只是它被规定的用法而已，本质上它是一个实实在在的类型。在 Kotlin 中，不存在真正没有返回值的函数，所有「没有返回值」的函数实质上的返回值类型都是 Unit，而返回值也都是 Unit 这个单例对象。这是 Unit 和 Java 的 void 在本质上的不同之处。

Unit 相比 void  带来什么不同

Unit 去除了无返回值函数的特殊性和有返回值函数之间的本质区别，从而使得很多事情变得更加简单，这种通用性为我们带来了便利。

例子： 函数类型的函数参数

虽然不能说Java中的所有函数调用都是表达式，但是可以说Kotlin中的所有函数调用都是表达式。

是因为存在特例void，在Java中如果声明的函数没有返回值，那么它就需要用void来修饰。如：

  public void printHelloWorld() {
        System.out.println("Hello World!");
  }

因为  void 不是类型，所以 函数printHelloWorld（）无法匹配  () -> Unit 函数类型

class VoidTest {
    fun printHelloWorld1():Unit { // 作为参数时，就有函数类型  () -> Unit
        println("Hello World!")
    }

    fun runTask(task: () -> Any) {
        when (val result = task()) {
            Unit -> println("result is Unit")
            String -> println("result is a String: $result")
            else -> println("result is an unknown type")
        }
    }

    @Test
    fun main1() {
        val var1 = ::printHelloWorld1   //  () -> Unit
        runTask (var1) //  () -> Unit
        runTask {   "This is string" } //：() -> String
        runTask { 42 }  // () -> Int
    }
}

现在有了  Unit ,   fun printHelloWorld1():Unit  作为参数时，就有函数类型  () -> Unit 。

注意：在 Java 当中，Void 和 void 不是一回事（注意大小写），前者是一个 Java 的类，后者是一个用于修饰方法的关键字。如下所示：

public final class Void {


    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static final Class<Void> TYPE = (Class<Void>) Class.getPrimitiveClass("void");

   
    private Void() {}
}

JAVA中Void类是一个不可实例化的占位符类，用来保存一个引用代表Java关键字void的Class对象。它的作用是在反射或泛型中表示void类型。 例如：Map接口的put方法需要两个类型参数，如果我们只需要存储键而不需要存储值，就可以使用Void类作为类型参数

Map<String, Void> map = new HashMap<>(); map.put("key", null);。

了解了 Unit 和 Unit？的关系后，可以画出关系图

Nothing

Nothing 是 Kotlin 所有类型的子类型。 Noting 的概念与 Any? 恰好相反。

Nothing 也叫底类型（BottomType）。

Nothing的源码是这样的：

public class Nothing private constructor()

可以看到它本身虽然是 public 的，但它的构造函数是 private 的，这就导致我们没法创建它的实例；而且它不像 Unit 那样是个 object：

public object Unit {
  override fun toString() = "kotlin.Unit"
}

而是个普通的 class；并且在源码里 Kotlin 也没有帮我们创建它的实例。 这些条件加起来，结果就是：Nothing 这个类既没有、也不会有任何的实例对象。 基于这样的前提，当我们写出这个函数声明的时候：

fun nothing(): Nothing {

}

我们可能无法找到一个合适的值来返回，但是在编写代码时，我们必须返回一个值。这种情况下，我们遇到了一个悖论，即必须返回一个值，但却永远找不到合适的返回值

Nothing的作用： 作为函数  永远不会返回结果 的提示

fun nothing() : Nothing {
  throw RuntimeException("Nothing!")
}

根据Nothing的特性， Nothing 专门用于抛异常。

public class NotImplementedError(message: String = "An operation is not implemented.") : Error(message)


@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun TODO(): Nothing = throw NotImplementedError()

从上面这段代码可以看出，Kotin 源码中 throw 表达式的返回值类型是 Nothing。

throw 这个表达式的返回值是 Nothing 类型。而既然 Nothing 是所有类型的子类型，那么它当然是可以赋值给任意其他类型的。 所以表达式思维中的问题就可以解答了

//       函数返回值类型是Int，实际上却抛出了异常，没有返回Int
//                ↓       ↓
fun calculate(): Int = throw NotImplementedError()

作用二

Nothing 类的构造函数是私有的，因此我们无法构造出它的实例。当 Nothing 类型作为函数参数时，一个有趣的现象就出现了：

// 这是一个无法调用的函数，因为找不到合适的参数
fun show(msg: Nothing) {}

show(null) // 报错
show(throw Exception()) // 虽然不报错，但方法仍然不会调用

在这里，我们定义了一个 show 函数，它的参数类型是 Nothing。由于 Nothing 的构造函数是私有的，我们将无法调用 show 函数，除非我们抛出异常，但这没有意义。 这个概念在泛型星投影的时候是有应用的，具体后面会解释。

作用三

而除此之外，Nothing 还有助于编译器进行代码流程的推断。比如说，当一个表达式的返回值是 Nothing 的时候，就往往意味着它后面的语句不再有机会被执行。如下图所示：

了解了 Nothing 和 Nothing？的关系后，可以画出关系图

平台类型

image.png

平台类型在Kotlin中表示为type!（如String!，Int!, CustomClass!）。 Kotlin平台类型本质上就是Kotlin不知道可空性信息的类型，即可以当作可空类型，也可以当作非空类型。平台类型只能来自Java，因为Java中所有的引用都可能为null，而Kotlin中对null有严格的检查和限制。 但是在Kotlin中是禁止声明平台类型的变量的。

image.png

具体的代码示例如下：

// Java 代码
public class Person {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

// Kotlin 代码
fun main() {
    val person = Person() // 
    val name = person.name // name 是 String! 类型
    println(name.length) // 可能抛出空指针异常
    person.name = null // 允许赋值为 null
}

在这个例子中， name 是平台类型，

因为它们来自于 Java 代码。Kotlin 编译器不会检查它们是否为 null，所以需要程序员自己负责。如果要避免空指针异常，可以使用安全调用运算符（?.）或非空断言运算符（!!）来处理平台类型。

println(name?.length) // 安全调用，如果 name 为 null 则返回 null
println(name!!.length) // 非空断言，如果 name 为 null 则抛出异常

平台类型是指 Kotlin 和 Java 的互操作性问题, 在混合项目中要多加注意。

小结

• Any 是所有非空类型的根类型，而 Any? 才是所有类型的根类型。

• Unit 与 Java 的 void 类型相似，代表一个函数不需要返回值；而 Unit? 这个类型则没有太多实际的意义。

• 当 Nothing 作为函数返回值时，意味着这个函数永远不会返回结果，而且还会截断程序的后续流程。Kotlin 编译器也会根据这一点进行流程分析。

• 当 Nothing 作为函数参数时，就意味着这个函数永远无法被正常调用。这在泛型星投影的时候是有一定应用的。

• Nothing 可以看作是 Nothing? 的子类型，因此，Nothing 可以看作是 Kotlin 所有类型的底类型。

• 正是因为 Kotlin 在类型系统中加入了 Unit、Nothing 这两个类型，才让大部分无法产生值的语句摇身一变，成为了表达式。这也是“Kotlin 大部分的语句都是表达式”的根本原因。

泛型：让类型更加安全

Kotlin 的泛型与 Java 一样，都是一种语法糖，即只在源代码中有泛型定义，到了class级别就被擦除了。 泛型（Generics）其实就是把类型参数化，真正的名字叫做类型参数，它的引入给强类型编程语言加入了更强的灵活性。

泛型的优点

1. 类型安全：泛型可以在编译时检查类型，从而避免了在运行时出现类型不匹配的错误。这可以提高程序的可靠性和稳定性。

2. 代码重用：泛型可以使代码更加通用和灵活，从而可以减少代码的重复和冗余。例如，我们可以编写一个通用的排序算法，可以用于任何实现了 Comparable 接口的类型。

在 Java 中，我们常见的泛型有：泛型类、泛型接口、泛型方法和泛型属性，Kotlin 泛型系统继承了 Java 泛型系统，同时添加了一些强化的地方。

泛型接口/类（泛型类型）

定义泛型类型，是在类型名之后、主构造函数之前用尖括号括起的大写字母类型参数指定：

声明泛型接口

Java：

//泛型接口
interface Drinks<T> {
    T taste();
    void price(T t);
}

Kotlin：

//泛型接口
interface Drinks<T> {
    fun taste(): T
    fun price(t: T)
}

声明泛型类

Java

abstract class Color<T> {
    T t;
    abstract void printColor();
}
class Blue {
    String color = "blue";
}
class BlueColor extends Color<Blue> {
    public BlueColor(Blue1 t) {
        this.t = t;
    }
    @Override
    public void printColor() {
        System.out.println("color:" + t.color);
    }
}

Kotlin

abstract class Color<T>(var t: T/*泛型字段*/) {
    abstract fun printColor()
}

class Blue {
    val color = "blue"
}

class BlueColor(t: Blue) : Color<Blue>(t) {
    override fun printColor() {
        println("color:${t.color}")
    }

}

泛型字段

定义泛型类型字段，可以完整地写明类型参数，如果编译器可以自动推定类型参数，也可以省略类型参数：

abstract class Color<T>(var t: T/*泛型字段*/) {
    abstract fun printColor()
}

声明泛型方法

Kotlin 泛型方法的声明与 Java 相同，类型参数要放在方法名的前面：

Java

public static <T> T fromJson(String json, Class<T> tClass) {
    T t = null;
    try {
        t = tClass.newInstance();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return t;
}

Kotlin

fun <T> fromJson(json: String, tClass: Class<T>): T? {
    /*获取T的实例*/
    val t: T? = tClass.newInstance()
    return t
}

泛型约束

Java 中可以通过有界类型参数来限制参数类型的边界，Kotlin中泛型约束也可以限制参数类型的上界：

Java

    public static <T extends Comparable<T>> T maxOf(T a, T b) {
        if (a.compareTo(b) > 0) return a;
        else return b;
    }

Kotlin

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

image.png

where关键字： 多个上界用  where

Java 中多约束：   &

public static <T extends CharSequence & Comparable<T>> List<T> test(List<T> list, T threshold) {
    
   return list.stream().filter(it -> it.compareTo(threshold) > 0).collect(Collectors.toList());
}

Kotin 中多约束：where

//多个上界的情况
fun <T> test(list: List<T>, threshold: T): List<T>
        where T : CharSequence,
              T : Comparable<T> {
    return list.filter { it > threshold }.map { it }
}

所传递的类型T必须同时满足 where 子句的所有条件，在上述示例中，类型 T 必须既实现了 CharSequence 也实现了 Comparable。

泛型形参&泛型实参

泛型类：

泛型函数：

泛型的型变

不变

先看一段 Java 代码，我们知道在Java中 ，List无法赋值给List

public class JavaGeneryc {
    public static void main(String[] args) {
        List<Apple> apples = new ArrayList<>();
        apples.add(new Apple());

        List<Fruit> fruits = apples; // 编译错误

        for (Fruit fruit : fruits) {
            System.out.println(fruit);
        }
    }
}

class Fruit {
    // 父类
}

class Apple extends Fruit {
    // 子类
}

image.png

但是到了Kotlin这里我们发现了一个奇怪的现象

fun main2(args: Array<String>) {
    val stringList:List<String> = ArrayList<String>()
    val anyList:List<Any> = stringList//编译成功
}

image.png

在Kotlin中竟然能将List赋值给List，不是说好的Kotlin和Java的泛型原理是一样的吗？怎么到了Kotlin中就变了？其实我们前面说的都没错，关键在于这两个List并不是同一种类型。我们分别来看一下两种List的定义：

虽然都叫List，也同样支持泛型，但是Kotlin的List定义的泛型参数前面多了一个 out关键词（加上out 发生协变 ），这个关键词就对这个List的特性起到了很大的作用。 普通方式定义的泛型是不变的，简单来说就是不管类型A和类型B是什么关系，Generic与Generic（其中Generic代表泛型类）都没有任何关系。比如，在Java中String是Oject的子类型，但List并不是List的子类型，在Kotlin中泛型的原理也是一样的。Kotin 使用 out 才发生了变化。

**

out 位置与 in 位置

函数参数的类型叫作in位置，而函数返回类型叫作out位置

协变 ：保留子类型化关系

---

如果在定义的泛型类和泛型方法的泛型参数前面加上out关键词，说明这个泛型类及泛型方法是协变，简单来说类型A是类型B的子类型，那么Generic也是Generic的子类型，

**

image.png

协变点 （out 位置）

函数返回值类型为泛型参数。

协变的特征

只能消费，只能取

• 子类型化会被保留（Producer是Producer的子类型）

• T只能用在out位置

image.png

interface Book

interface EduBook : Book

class BookStore<out T : Book> {
    fun getBook(): T {
        TODO()
    }
}

fun covariant(){
//    教材书店
    val eduBookStore: BookStore<EduBook> = BookStore<EduBook>()
//     书店
    val bookStore: BookStore<Book> = eduBookStore // 协变,教辅书店是书店的子类型

    val book: Book = bookStore.getBook()
    val eduBook : EduBook = eduBookStore.getBook()
}

image.png

协变小结

?子类型 Derived 兼容父类型 Base ?生产者 Producer<Derived＞兼容 Producer

逆变： 反转子类型化关系

---

如果在定义的泛型类和泛型方法的泛型参数前面加上in关键词，说明这个泛型类及泛型方法是逆变，简单来说类型A是类型B的子类型，那么Generic是Generic****的子类型，类型父子关系反转。

**

逆变点 (in 位置)

函数参数类型为泛型参数。

逆变的特征

只能生产，只能放入

• 子类型化会被反转（Consumer是 Consumer的子类型）

• T只能用在in位置

image.png

垃圾不能扔到干垃圾桶，但是可以扔到垃圾桶。 干垃圾可以扔到垃圾桶，也可以扔到垃圾桶。 由此可以看出垃圾桶可以替代干垃圾桶， 所以干垃圾桶是父类型。

open class Waste

// 干垃圾
class DryWaste : Waste()

// 垃圾桶
class Dustbin<in T : Waste> {
    fun put(t: T) {
        TODO()
    }
}

fun contravariant(){
    val dustbin: Dustbin<Waste> = Dustbin<Waste>()
    val dryWasteDustbin: Dustbin<DryWaste> = dustbin

    val waste = Waste()
    val dryWaste = DryWaste()

    dustbin.put(waste)
    dustbin.put(dryWaste)

//    dryWasteDustbin.put(waste)
    dryWasteDustbin.put(dryWaste)
}

声明为 in ，在 out 位置使用，是会报错的。

image.png

逆变小结

• 子类型 Derived 兼容父类型 Base

• 消费者 Consumer兼容 Consumer< Derived>

• 记忆小技巧： in 表示逆变， in  倒序过来是 ni（逆）。

型变小结

协变	逆变	不变型
Producer	Consumer	MutableList：
类的子类型化保留了：Producers是 Producer<Animal＞的子类型	子类型化反转了：Consumer是 Consumer的子类型	没有子类型化
T只能在out 位置	T只能在 in 位置	T可以在任何位置

泛型中的out与in与 Java 上下界通配符关系

在Kotlin中out代表协变，in代表逆变，为了加深理解我们可以将Kotlin的协变看成Java的上界通配符，将逆变看成Java的下界通配符：

//Kotlin使用处协变
fun sumOfList(list: List<out Number>)

//Java上界通配符
void sumOfList(List<? extends Number> list)

//Kotlin使用处逆变
fun addNumbers(list: List<in Int>)

//Java下界通配符
void addNumbers(List<? super Integer> list)

小结

Java 泛型	Java 中代码示例	Kotlin 中代码示例	Kotlin 泛型
泛型类型	class Box	class Box	泛型类型
泛型方法	T fromJson(String json, ClasstClass)	funfromJson(json: String, tClass: Class): T?	泛型函数
有界类型参数	class Box<T extends Comparable	class Box<T : Comparable>	泛型约束
上界通配符	void sumOfList(List<? extends Number> list)	fun sumOfList(list: List)	使用处协变
下界通配符	void addNumbers(List<? super Integer> list)	fun addNumbers(list: List)	使用处逆变

总的来说，Kotlin 泛型更加简洁安全，但是和 Java 一样都是有类型擦除的，都属于编译时泛型。

---

下期分享：

星投影

注解 @UnsafeVariance

内联特化（内联强化） reified

---