Kotlin 泛型
Kotlin 泛型（2025年中文讲解）
泛型（Generics）是 Kotlin 提供的一种强大特性，允许在定义类、接口、函数时使用类型参数，从而提高代码的灵活性和类型安全性。相比 Java，Kotlin 的泛型语法更简洁，支持协变（out）、逆变（in）和类型擦除优化，结合空安全和函数式编程，广泛应用于 Android（Jetpack Compose）、后端（Spring Boot）和 Kotlin Multiplatform（KMP）项目。2025年，Kotlin 2.0（K2 编译器）优化了泛型性能和类型推断，尤其在 KMP 跨平台开发中泛型是共享逻辑的核心。本教程详细讲解 Kotlin 泛型的语法、用法和实践，基于官方文档、CSDN 和知乎，适合初学者和开发者。建议用 Kotlin Playground（https://play.kotlinlang.org/）练习。
一、Kotlin 泛型概览（必知）
- 核心概念：
- 泛型：通过类型参数（
T、K等）定义类、接口或函数，延迟类型绑定。 - 类型安全：编译时检查类型，减少运行时错误。
- 协变/逆变：通过
out和in关键字控制类型关系。 - 特点：
- 简洁：类型推断减少显式类型声明。
- 空安全：支持可空泛型类型（如
T?）。 - 灵活：支持泛型类、接口、函数和扩展。
- 2025年趋势：
- Kotlin 2.0 优化泛型类型推断（性能提升约 20%）。
- Android 开发中，泛型用于 ViewModel 和 Compose 数据流。
- KMP 项目中，泛型结合
expect/actual实现跨平台类型安全。
二、核心语法与用法（必会）
以下按泛型类、函数、协变/逆变等模块讲解，包含代码示例，直接可运行。
1. 泛型类
- 语法：用
<T>定义类型参数，T可代表任意类型。
class Box<T>(val item: T) {
fun getItem(): T = item
}
fun main() {
val intBox = Box<Int>(42)
val stringBox = Box<String>("Kotlin")
println(intBox.getItem()) // 输出：42
println(stringBox.getItem()) // 输出：Kotlin
}- 说明：
T是类型参数，创建实例时指定具体类型（如Int、String）。- 支持类型推断：
val box = Box("Hello") // 自动推断为 Box<String> - 空安全：
class NullableBox<T>(val item: T?) {
fun isEmpty(): Boolean = item == null
}
fun main() {
val box = NullableBox<String?>(null)
println(box.isEmpty()) // 输出：true
}2. 泛型函数
- 语法：在函数名前用
<T>定义类型参数。
fun <T> printItem(item: T) {
println("Item: $item")
}
fun main() {
printItem(42) // 输出：Item: 42
printItem("Kotlin") // 输出：Item: Kotlin
}- 类型约束：限制
T的类型范围，用where或:。
fun <T : Number> sum(a: T, b: T): Double {
return a.toDouble() + b.toDouble()
}
fun main() {
println(sum(5, 3)) // 输出：8.0
// println(sum("A", "B")) // 错误：String 非 Number
}- 多约束：
kotlin fun <T> printIfComparable(item: T) where T : Comparable<T>, T : CharSequence { println(item.compareTo(item)) } fun main() { printIfComparable("Kotlin") // 输出：0 }
3. 泛型接口
- 语法：接口支持泛型，类实现时指定类型。
interface Repository<T> {
fun get(id: Int): T
fun add(item: T)
}
class StringRepository : Repository<String> {
private val items = mutableListOf<String>()
override fun get(id: Int): String = items[id]
override fun add(item: String) = items.add(item)
}
fun main() {
val repo = StringRepository()
repo.add("Kotlin")
println(repo.get(0)) // 输出：Kotlin
}4. 协变（out）
- 用途：允许父类型引用子类型（如
List<Any>接受List<String>）。 - 语法：在类型参数前加
out，表示只读（生产者）。
interface Producer<out T> {
fun produce(): T
}
class StringProducer : Producer<String> {
override fun produce() = "Kotlin"
}
fun main() {
val producer: Producer<Any> = StringProducer()
println(producer.produce()) // 输出：Kotlin
}- 说明：
out T限制T只用于输出（如返回值），不可用于输入（如参数）。
5. 逆变（in）
- 用途：允许子类型引用父类型（如
Consumer<Any>接受Consumer<String>）。 - 语法：用
in，表示只写（消费者）。
interface Consumer<in T> {
fun consume(item: T)
}
class AnyConsumer : Consumer<Any> {
override fun consume(item: Any) = println("Consumed: $item")
}
fun main() {
val consumer: Consumer<String> = AnyConsumer()
consumer.consume("Kotlin") // 输出：Consumed: Kotlin
}6. 泛型扩展
- 语法：为泛型类型添加扩展函数。
fun <T> List<T>.secondOrNull(): T? = if (size >= 2) this[1] else null
fun main() {
val numbers = listOf(1, 2, 3)
println(numbers.secondOrNull()) // 输出：2
val empty = emptyList<String>()
println(empty.secondOrNull()) // 输出：null
}7. 类型擦除
- 说明：Kotlin（基于 JVM）运行时擦除泛型信息，需用
reified解决。
inline fun <reified T> isInstanceOf(obj: Any): Boolean {
return obj is T
}
fun main() {
println(isInstanceOf<String>("Kotlin")) // 输出：true
println(isInstanceOf<Int>("Kotlin")) // 输出：false
}- 注意：
reified需配合inline函数，用于运行时类型检查。
三、实践示例（综合应用）
- 命令行示例（泛型容器）：
class Container<T>(private val item: T) {
fun getItem(): T = item
fun <R> transform(transformer: (T) -> R): Container<R> {
return Container(transformer(item))
}
}
fun main() {
val intContainer = Container(42)
println(intContainer.getItem()) // 输出：42
val stringContainer = intContainer.transform { it.toString() }
println(stringContainer.getItem()) // 输出：42（字符串）
}- Android 示例（泛型 ViewModel）：
import android.os.Bundle
import android.widget.Button
import android.widget.TextView
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity
import androidx.lifecycle.ViewModel
import androidx.lifecycle.ViewModelProvider
class GenericViewModel<T>(private val data: T) : ViewModel() {
fun getData(): T = data
}
class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
super.onCreate(savedInstanceState)
setContentView(R.layout.activity_main)
val button: Button = findViewById(R.id.button)
val textView: TextView = findViewById(R.id.textView)
val viewModel = ViewModelProvider(this)[GenericViewModel::class.java] as GenericViewModel<String>
button.setOnClickListener {
textView.text = viewModel.getData()
}
}
}
布局（res/layout/activity_main.xml）：
<LinearLayout
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:orientation="vertical"
android:gravity="center"
xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<TextView
android:id="@+id/textView"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="Press button" />
<Button
android:id="@+id/button"
android:layout_width="wrap_content"
android:layout_height="wrap_content"
android:text="Show Data" />
</LinearLayout>
功能：点击按钮显示 ViewModel 中的泛型数据（需初始化 ViewModel 数据）。
四、注意事项与最佳实践
- 类型约束：
- 用
where或:限制类型，避免无效调用：kotlin fun <T : Number> toDouble(value: T): Double = value.toDouble()
- 协变与逆变：
- 用
out表示生产者（如只读 List），in表示消费者（如写入函数）。 - 避免复杂协变/逆变嵌套，影响可读性。
- 类型擦除：
- 使用
reified和inline解决运行时类型问题。 - 避免在非内联函数中直接访问
T的类型。
- 空安全：
- 泛型类型支持
T?：kotlin class Box<T>(val item: T?) { fun isEmpty() = item == null }
- 2025年趋势：
- Jetpack Compose：泛型用于 State 和 ViewModel 数据流。
- KMP：泛型结合
expect/actual实现跨平台：kotlin expect interface Repository<T> { fun get(id: Int): T } - AI 辅助：IntelliJ 的 Codeium 插件可生成泛型类和函数。
五、学习建议
- 练习：用 Kotlin Playground 实践泛型类、函数和协变/逆变，写容器或转换器。
- 资源：
- 官方文档：https://kotlinlang.org/docs/generics.html
- B站：尚硅谷 Kotlin 教程（免费，包含泛型）。
- CSDN：搜索“Kotlin 泛型”。
- 时间：2-3 天掌握泛型基础，1 周熟悉 Android/KMP 应用。
- 实践：开发小型 App（如泛型数据列表、跨平台 Repository）。
六、总结
Kotlin 泛型必知类型参数、协变（out）、逆变（in）和类型擦除，必会定义泛型类、函数和扩展，处理空安全。2025年，Kotlin 2.0 提升泛型性能，Android（Compose）和 KMP 项目中泛型确保类型安全和代码复用。相比 Java，Kotlin 泛型更简洁、灵活，适合快速开发。
如果需要具体场景代码（如 Compose 泛型 State 或 KMP 示例）或有问题，告诉我，我可以提供更详细解答！