第二部分：面向对象编程与 Kotlin 特性

第 8 章：泛型

8.1 泛型函数与泛型类

泛型的概念

泛型（Generics）是 Kotlin 中一种强大的特性，允许在定义类、接口或函数时使用类型参数，从而提高代码的复用性和类型安全性。通过泛型，可以编写出更加灵活且类型安全的代码。

泛型类

泛型类是指类或接口中使用了类型参数的类。定义泛型类时，需要在类名后添加尖括号 <T>，其中 T 是类型参数的占位符。

class Box<T>(t: T) {
    var value = t
}

fun main() {
    val intBox = Box<Int>(10)       // 明确指定类型为 Int
    val stringBox = Box("Hello")    // 类型推断为 String
    println(intBox.value)           // 输出: 10
    println(stringBox.value)        // 输出: Hello
}

在上面的例子中，Box 是一个泛型类，可以存储任意类型的值。创建实例时，可以显式指定类型参数，也可以让编译器通过传入的参数自动推断类型。

泛型函数

泛型函数是指函数中使用类型参数的函数。定义泛型函数时，需要在函数名之前添加 <T>。

fun <T> singletonList(item: T): List<T> {
    return listOf(item)
}

fun main() {
    val list1 = singletonList<Int>(42)      // 显式指定类型
    val list2 = singletonList("Kotlin")     // 类型推断为 String
    println(list1)                         // 输出: [42]
    println(list2)                         // 输出: [Kotlin]
}

泛型约束

有时需要对泛型的类型参数进行限制，确保它满足某些条件。可以通过 where 子句或直接指定上界来实现。

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

fun main() {
    println(maxOf(10, 20))          // 输出: 20
    println(maxOf("A", "B"))        // 输出: B
}

在上面的例子中，T 必须是实现了 Comparable<T> 接口的类型，因此可以调用 > 操作符进行比较。

泛型的优势

  1. 类型安全：编译器会在编译时检查类型，避免运行时类型转换错误。
  2. 代码复用：可以编写通用的逻辑，适用于多种类型。
  3. 减少强制类型转换：泛型可以减少显式的类型转换代码。

总结

泛型是 Kotlin 中非常重要的特性，能够显著提升代码的灵活性和安全性。通过泛型类和泛型函数，可以编写出更加通用且类型安全的代码。在后续章节中，我们将进一步探讨泛型的其他高级特性，如类型擦除、协变和逆变等。

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