Kotlin 范型之泛型约束、类型投影、星号投影

一. 泛型约束(Generic constraints)

Kotlin 跟 Java 一样，也拥有泛型约束。Java 使用 extends 关键字指明上界。

在 Kotlin 中使用 :代替 extends 对泛型的的类型上界进行约束。

1.1 Upper bounds

下面的代码，在调用 sum() 函数时，传入的参数只能是 Number 及其子类，如果是其他类型，则会报错。

fun <T : Number> sum(vararg param: T) = param.sumByDouble { it.toDouble() }
fun main() {
    val result1 = sum(1,10,0.6)
    val result2 = sum(1,10,0.6,"kotlin") // compile error
}

Kotlin 默认的上界是 Any?，为何是 Any?而不是 Any 呢？

Any 类似于 Java 中的 Object，它是所有非空类型的超类型。但是 Any 不能保存 null 值，如果需要 null 作为变量的一部分，则需要使用 Any?。Any?是 Any 的超类型，所以 Kotlin 默认的上界是 Any?

1.2 where 关键字

当一个类型参数指定多个约束时，在 Java 中使用 &连接多个类、接口。

class ClassA { }
interface InterfaceB { }
public class MyClass<T extends ClassA & InterfaceB> {
    Class<T> variable;
}

而在 Kotlin 中，使用 where 关键字实现这个功能。下面的代码，T 必须继承 ClassA 以及实现 InterfaceB。

open class ClassA
interface InterfaceB
class MyClass<T>(var variable: Class<T>) where T : ClassA, T : InterfaceB

二. 类型投影(Type projections)

在上一篇文章《Kotlin 范型之协变、逆变Kotlin 》中，曾经介绍过 MutableList 是不变的，可读可写，没有使用 in、out 修饰。

如果对 MutableList 的参数类型使用 in 或者 out 修饰，会发生什么情况呢？

下面的代码说明了一切：

fun main() {
    val list1:MutableList<String> = mutableListOf()
    list1.add("hello")
    list1.add("world")
    val list2:MutableList<out String> = mutableListOf()
    list2.add("hello")  // compile error
    list2.add("world")  // compile error
    val list3:MutableList<in String> = mutableListOf()
    list3.add("hello")
    list3.add("world")
    lateinit var list4:MutableList<String>
    list4 = list3;     // compile error
}

使用 out 时，会报错，因为该参数只能出现在方法的返回类型。而使用 in 时，编译可以通过，因为该参数只能出现在方法的入参。

此时，list2 和 list3 分别表示一个受限制的 MutableList。在 Kotlin 中，这种行为被称之为类型投影。其主要作用是参数作限定，避免不安全操作。

正是由于 list3 是一个受限制的 MutableList，因此它赋值给 list4 报错也是可以理解了。

三.星号投影(Star-projections)

星号投影用来表明“不知道关于泛型实参的任何信息”。

类似于 Java 中的无界类型通配符 ?, Kotlin 使用星号投影 *。

*代指了所有类型，相当于 Any?。

例如：MutableList<*> 表示的是 MutableList<out Any?>

fun main() {
    val list1 = mutableListOf<String>()
    list1.add("string1")
    list1.add("string2")
    printList(list1)
    val list2 = mutableListOf<Int>()
    list2.add(123)
    list2.add(456)
    printList(list2)
}
fun printList(list: MutableList<*>) {
    println(list[0])
}

正是由于使用 out 修饰以及星号投影的类型不确定性，会导致写入的任何值都有可能跟原有的类型冲突。因此，星号投影不能写入，只能读取。

四.总结

本文是 Kotlin 范型系列的最后一篇文章。本文讲述了 Kotlin 泛型约束、类型投影、星号投影的特性。范型是 Kotlin 的高级特性，相对于 Java 的范型，它拥有更多的概念。

该系列的相关文章：

Kotlin 范型之协变、逆变Kotlin 

泛型之类型擦除

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