Kotlin中的协变、逆变和不变

发布日期: 2018-04-14

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泛型实参的继承关系对泛型类型的影响

协变：泛型类型与实参的继承关系相同

逆变：泛型类型与实参的继承关系相反

不变：泛型类型没有关系

协变点：返回值类型是泛型参数类型

逆变点：入参类型是泛型参数类型

@UnsafeVariance：协变点违例，告诉编译器，没事，你就按照我的意思执行

###1、泛型
什么是泛型？泛化的类型或者是类型的抽象，鸭子类型（看起来像鸭子，走起来也像鸭子，就是鸭子类型）在静态语言中的一种静态实现
1、抽象类，是这个类的本质，它是什么
2、接口，关心类能够做什么，行为能力

####举两个例子
两个数的比较大小

// 需要有对比的功能，没有的话就会报错a<b
//加入限制 Comparable 具有对比的功能
fun<T:Comparable<T>> maxOf(a:T,b:T):T{
    return if (a<b) b else a
}

方法调用

val a=2
val b=3
val maxOf = maxOf(2, 3)
 println("shiming "+maxOf)

输出结果

shiming 3

让一个类具备对比的能

data class Complex(val a:Double,val b:Double):Comparable<Complex>{
    override fun compareTo(other: Complex): Int {
        return (value()-other.value()).toInt()
    }
    fun value():Double{
        return a*a+b*b
    }

    override fun toString(): String {
        return "$a*$a+$b*$b="+(a*a+b*b)
    }
}

方法调用

val Complex1=Complex(4.0,5.0)
 val Complex2=Complex(5.0,6.0)
 println("shiming Complex1="+Complex1)
 println("shiming Complex2="+Complex2)
 println("shiming"+Complex1.compareTo(Complex2))

输出结果

1
2
3

04-16 11:22:10.824 26429-26429/com.kotlin.demo I/System.out: shiming Complex1=4.0*a+5.0*b=41.0
04-16 11:22:10.824 26429-26429/com.kotlin.demo I/System.out: shiming Complex2=5.0*a+6.0*b=61.0
04-16 11:22:10.824 26429-26429/com.kotlin.demo I/System.out: shiming-20

####通过Demo的测试的结果的发现：泛型不管你到底是什么，它只管你能够做什么事情

####定义多个泛型参数
kotlin中的例子

    (1..2).map { println("shiming $it=="+it) }

/**
 * Returns a list containing the results of applying the given [transform] function
 * to each element in the original collection. 
      (1..2).map调用的底层的方法
 */
public inline fun <T, R> Iterable<T>.map(transform: (T) -> R): List<R> {
    return mapTo(ArrayList<R>(collectionSizeOrDefault(10)), transform)
}
/** A function that takes 22 arguments. function中最多的参数22.一共有23个方法 */
public interface Function22<in P1, in P2, in P3, in P4, in P5, in P6, in P7, in P8, in P9, in P10, in P11, in P12, in P13, in P14, in P15, in P16, in P17, in P18, in P19, in P20, in P21, in P22, out R> : Function<R> {
    /** Invokes the function with the specified arguments. */
    public operator fun invoke(p1: P1, p2: P2, p3: P3, p4: P4, p5: P5, p6: P6, p7: P7, p8: P8, p9: P9, p10: P10, p11: P11, p12: P12, p13: P13, p14: P14, p15: P15, p16: P16, p17: P17, p18: P18, p19: P19, p20: P20, p21: P21, p22: P22): R
}

kotlin中的类传入泛型

data class ComplexNumber< T : Number>(val a:T,val b:T){
    override fun toString(): String {
        return "$a*$a+$b*$b"
    }
}

####泛型的实现的机制

何为伪泛型（Java 、Kotlin）？编译完了，泛型就没有了（真正的原因就是最开始写Java编译器的几个人偷懒取巧，留下了历史问题，Martin Odersky爆料。Martin Odersky是Typesafe的联合创始人，也是Scala编程语言的发明者。）

//按照重载的定义这两个方法应该编译的过的，但是Java和kotlin编译完了成了object或者是没有
fun needList(list:List<Double>){

}
fun needList(list:List<Int>){

}

通过反编译可以看到,卧槽我的泛型没有了

public static final void needList(@NotNull List list) {
   Intrinsics.checkParameterIsNotNull(list, "list");
}

public static final void needList(@NotNull List list) {
   Intrinsics.checkParameterIsNotNull(list, "list");
}

没有编译通过
何为真泛型（C#）？编译完了，还在
如果把以上的代码放在C#中，就不会报错，原因是C#的泛型不仅存在于编译器，也存在运行期

####java1.5才有的泛型特性，迫于现实的需求！用的人太多，但是C#第一个版本也没有泛型，但是用的人少，所以C#使用的是真泛型
但是有一种方式可以在编译器得到泛型类型:
reified让泛型参数具体化，定义在inline中，kotlin实现为伪泛型，需要这个关键字植入到调用出才可以

//inline inline可用内联函数(inline function)消除这些额外内存开销,
//说白了就是在调用处插入函数体代码,以此减少新建函数栈和对象的内存开销!
inline fun<reified T> getT(){
    println("shiming"+T::class.java)
}

调用

getT<String>()
getT<Double>()
//通过反编译得到的结果，说白了，其实就是打印了，这样永远都不会丢失
      String var21 = "shiming" + String.class;
      System.out.println(var21);
      var21 = "shiming" + Double.class;
      System.out.println(var21);

得到

1 2	04-16 15:28:59.775 31782-31782/com.kotlin.demo I/System.out: shimingclass java.lang.String 04-16 15:28:59.775 31782-31782/com.kotlin.demo I/System.out: shimingclass java.lang.Double

在实际工作中可以这样用

data class Person(val name:String,val age:Int){
    //重写，得到json字符串
    override fun toString(): String {
        return "{name="+"\""+name+"\","+"age="+age+"}"
    }
}

//例子 通过inline把这个前面的代码植入到后面
// reified让泛型参数具体化，定义在inline中 ，kotlin实现为伪泛型，需要这个关键字植入到调用出才可以
inline fun <reified T> Gson.fromJson(json:String):T=fromJson(json,T::class.java)
//模拟网络请求返回的json数据，得到bean类
 val person=Person("shiming",20)
 println("shiming  "+person)
  val toString = person.toString()
  val person1= Gson().fromJson<Person>(toString)
  println("shiming person1"+person1)

//上面一段代码的反编译的结果，和java是一样的，执行的流程
      Person person = new Person("shiming", 20);
      String toString = "shiming  " + person;
      System.out.println(toString);
      toString = person.toString();
      Gson $receiver$iv = new Gson();
      Person person1 = (Person)$receiver$iv.fromJson(toString, Person.class);
      String var25 = "shiming person1" + person1;
      System.out.println(var25);

###具体的关系
f(⋅)是逆变（contravariant）的，当A≤B时有f(B)≤f(A)成立；
f(⋅)是协变（covariant）的，当A≤B时有成立f(A)≤f(B)成立；
f(⋅)是不变（invariant）的，当A≤B时上述两个式子均不成立，即f(A)与f(B)相互之间没有继承关系。

###协变
在kotlin中List不是Java中的List，它只是只读的,查看源码如下List ，看见Out就是协变的，只读类型，List中根本没有add的方法，不可添加元素
//out 协变 Number 是Int的父类，协变点函数得返回类型
val numberList:List = listOf(1,58)

 public interface List<out E> : Collection<E> {
    // Query Operations
    override val size: Int

    override fun isEmpty(): Boolean
   //告诉编译器 我知道，你不要管我知道怎么搞
    override fun contains(element: @UnsafeVariance E): Boolean
    override fun iterator(): Iterator<E>

    // Bulk Operations
    override fun containsAll(elements: Collection<@UnsafeVariance E>): Boolean

    // Positional Access Operations
    /**
     * Returns the element at the specified index in the list.、
     返回值的类型是E
     */
    public operator fun get(index: Int): E

    // Search Operations
    /**
     * Returns the index of the first occurrence of the specified element in the list, or -1 if the specified
     * element is not contained in the list.
     */
    public fun indexOf(element: @UnsafeVariance E): Int

    /**
     * Returns the index of the last occurrence of the specified element in the list, or -1 if the specified
     * element is not contained in the list.
     */
    public fun lastIndexOf(element: @UnsafeVariance E): Int

    // List Iterators
    /**
     * Returns a list iterator over the elements in this list (in proper sequence).
     */
    public fun listIterator(): ListIterator<E>

    /**
     * Returns a list iterator over the elements in this list (in proper sequence), starting at the specified [index].
     */
    public fun listIterator(index: Int): ListIterator<E>

    // View
    /**
     * Returns a view of the portion of this list between the specified [fromIndex] (inclusive) and [toIndex] (exclusive).
     * The returned list is backed by this list, so non-structural changes in the returned list are reflected in this list, and vice-versa.
     *
     * Structural changes in the base list make the behavior of the view undefined.
     */
    public fun subList(fromIndex: Int, toIndex: Int): List<E>
}

逆变：Comparable接口

   //in 逆变 ，泛型的继承关系相反 逆变点就是函数参数的类型  Any是Int的父类
  val intComparable:Comparable<Int> = object :Comparable<Any>{
            override fun compareTo(other: Any): Int {
                return 0
            }
        }

public interface Comparable<in T> {
    public operator fun compareTo(other: T): Int
}

不变：MutableList相当于Java中的|ArrayList，可读可写，不可变，泛型没有in 或者是out ，泛型的继承关系也没有具体的关系，前面是后面的子类或者是后面是前面的子类，都是不成立。

public interface MutableList<E> : List<E>, MutableCollection<E> {
    override fun add(element: E): Boolean
    override fun remove(element: E): Boolean
    override fun addAll(elements: Collection<E>): Boolean
    public fun addAll(index: Int, elements: Collection<E>): Boolean
    override fun removeAll(elements: Collection<E>): Boolean
    override fun retainAll(elements: Collection<E>): Boolean
    override fun clear(): Unit
    public operator fun set(index: Int, element: E): E
    public fun add(index: Int, element: E): Unit
    public fun removeAt(index: Int): E
    override fun listIterator(): MutableListIterator<E>
    override fun listIterator(index: Int): MutableListIterator<E>
    override fun subList(fromIndex: Int, toIndex: Int): MutableList<E>
}

###星投影：始终找最安全的解决方法，安全方式是定义泛型类型的这种投影，该泛型类型的每个具体实例化将是该投影的子类型

如果泛型类型具有多个类型参数，则每个类型参数都可以单独投影。
例如，如果类型被声明为 interface Function ，可以想象以下星投影：
Function<, String> 表示 Function；
Function<Int, > 表示 Function<Int, out Any?>；
Function<, > 表示 Function。

可用的星投影的地方

 //out 协变 Number 是Int的子类，协变点函数得返回类型
        val numberList:List<*> = listOf<Int>(1,58)
        val any = numberList[1] //星投影，去找父类
        //in 逆变 ，泛型的继承关系相反 逆变点就是函数参数的类型
        val intComparable:Comparable<*> = object :Comparable<Any>{
            override fun compareTo(other: Any): Int {
                return 0
            }
        }
        //星投影，去找父类 Nothing
        intComparable.compareTo()

fun <T> hello(){

}
open class Hello<T>{

}
//这样 就可以使用星投影
class Hello33<T>
//这样也可以使用星投影
class Hello2:Hello<Hello<*>>()
class Hello332:Hello<Hello33<*>>()

在kotlin中调用java的类

        //这样也可以使用星投影
  val raw:Raw<*> = Raw.getRaw()
public class Raw<T> {
    @Override
    public String toString() {
        return "老子是Raw";
    }
    public static Raw getRaw(){
        return new Raw();
    }
}

不可以使用星投影的地方

        //不变的话，就根本没有继承关系，没有任何的关系 原因是这样不安全
//        val list1:MutableList<Number> = mutableListOf<Int>(1,5,4)
       list1.add(BigDecimal(1244444444))
//        val list2:MutableList<Int> = mutableListOf<Number>(1,5,4)

        //泛型的实参不要使用星号
//        val numberList11d:List<*> = listOf<*>(1,58)
//
//        hello<*>()
//
//        val hello: Any = Hello<*>()
fun <T> hello(){

}
open class Hello<T>{

}

##安卓中一个MvpDemo,使用到了星投影和协变！

package com.kotlin.demo.star_demo

import org.jetbrains.annotations.NotNull
import java.lang.reflect.ParameterizedType

/**
 * author： Created by shiming on 2018/4/14 15:08
 * mailbox：lamshiming@sina.com
 */
//Mvp 中的V层 超级接口
interface IView<out P:Ipresenter<IView<P>>>{
    val presenter:P
}
//P层的超级接口
interface Ipresenter<out V:IView<Ipresenter<V>>>{
//    @NotNull
//    IView getView();
    val view:V
}

abstract class BaseView<out P:BasePresenter<BaseView<P>>>:IView<P>{
    override val presenter:P

    init {
        presenter= findPresenterClass().newInstance()
        presenter.view=this
    }

    /**
     * 得到相对于的Class的文件
     */
    private fun findPresenterClass():Class<P>{
        //不知道，使用星投影去接收  相当于  Class thisClass = this.getClass();
        var thisClass:Class<*> = this.javaClass
//        while(true) {
//            Type var10000 = thisClass.getGenericSuperclass();
//            if(!(var10000 instanceof ParameterizedType)) {
//                var10000 = null;
//            }
//            ParameterizedType var5 = (ParameterizedType)var10000;
//            if(var5 != null) {
//                Type[] var6 = var5.getActualTypeArguments();
//                if(var6 != null) {
//                    var10000 = (Type)ArraysKt.firstOrNull((Object[])var6);
//                    if(var10000 != null) {
//                        Type var2 = var10000;
//                        if(var2 == null) {
//                            throw new TypeCastException("null cannot be cast to non-null type java.lang.Class<P>");
//                        }
//
//                        return (Class)var2;
//                    }
//                }
//            }
//        }
        //以下的代码相当于上面的代码
        while (true){
            (thisClass.genericSuperclass as? ParameterizedType)
                    ?.actualTypeArguments
                    ?.firstOrNull()
                    ?.let {
                        return it as Class<P>
                    }?.run{
                            thisClass=thisClass.superclass ?:throw IllegalAccessException()
                        }
                    }
        }

    }


abstract class BasePresenter<out V:IView<BasePresenter<V>>>:Ipresenter<V>{
    //lateinit 延迟初始化
    //@UnsafeVariance 告诉编译器 我很安全 不要管我
    override lateinit var view:@UnsafeVariance V
}

class MainView:BaseView<MainPresenter>()

class MainPresenter:BasePresenter<MainView>()

class Mvp{
    init {
        MainView().presenter.let(::println)
        //相当于下面的代码
//        BasePresenter var1 = (new MainView()).getPresenter();
//        System.out.println(var1);
        MainView().presenter.let { println("shiming P="+it) }
        //相当于下面的代码
//        var1 = (new MainView()).getPresenter();
//        MainPresenter it = (MainPresenter)var1;
//        String var3 = "shiming P=" + it;
//        System.out.println(var3);
//        (new MainPresenter()).getView();

    }
}