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Kotlin 泛型中的 in 和 out

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簡評:在 Kotlin 中使用泛型你會注意到其中引入了 in 和 out,對於不熟悉的開發者來說可能有點難以理解。從形式上講,這是一種定義逆變和協變的方式,這篇文章就來講講怎麼來理解和記住它們。

in & out 怎麼記?

Out (協變)

如果你的類是將泛型作為內部方法的返回,那麼可以用 out:

interface Production<out T> {

    fun produce(): T
}

可以稱其為 production class/interface,因為其主要是產生(produce)指定泛型物件。因此,可以這樣來記:produce = output = out

In(逆變)

如果你的類是將泛型物件作為函式的引數,那麼可以用 in:

interface Consumer<in T> {

    fun consume(item: T)

}

可以稱其為 consumer class/interface,因為其主要是消費指定泛型物件。因此,可以這樣來記:consume = input = in。

Invariant(不變)

如果既將泛型作為函式引數,又將泛型作為函式的輸出,那就既不用 in 或 out。

interface ProductionConsumer<T> {

    fun produce(): T
   fun consume(item: T)

}

舉個例子

假設我們有一個漢堡(burger)物件,它是一種快餐,當然更是一種食物。

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open class Foodopen class FastFood : Food() class Burger : FastFood()

1. 漢堡提供者

根據上面定義的類和介面來設計提供 food, fastfood 和 burger 的類:

class FoodStore : Production<Food> {
   override fun produce(): Food {
       println("Produce food")

       return Food()
   }
}class FastFoodStore : Production<FastFood> {
   override fun produce(): FastFood {
       println("Produce food")

       return FastFood()
   }
}class InOutBurger : Production<Burger> {
   override fun produce(): Burger {
       println("Produce burger")

       return Burger()
   }
}

現在,我們可以這樣賦值:

val production1 : Production<Food> = FoodStore()
val production2 : Production<Food> = FastFoodStore()
val production3 : Production<Food> = InOutBurger()

很顯然,漢堡商店屬於是快餐商店,當然也屬於食品商店。

因此,對於 out 泛型,我們能夠將使用子類泛型的物件賦值給使用父類泛型的物件。

而如果像下面這樣反過來使用子類 - Burger 泛型,就會出現錯誤,因為快餐(fastfood)和食品(food)商店不僅僅提供漢堡(burger)。

val production1 : Production<Burger> = FoodStore()  // Error
val production2 : Production<Burger> = FastFoodStore()  // Error
val production3 : Production<Burger> = InOutBurger()

2. 漢堡消費者

再讓我們根據上面的類和介面來定義漢堡消費者類:

class Everybody : Consumer<Food> {
   override fun consume(item: Food) {
       println("Eat food")
   }
}class ModernPeople : Consumer<FastFood> {
   override fun consume(item: FastFood) {
       println("Eat fast food")
   }
}class American : Consumer<Burger> {
   override fun consume(item: Burger) {
       println("Eat burger")
   }
}

現在,我們能夠將 Everybody, ModernPeople 和 American 都指定給漢堡消費者(Consumer<Burger>):

val consumer1 : Consumer<Burger> = Everybody()
val consumer2 : Consumer<Burger> = ModernPeople()
val consumer3 : Consumer<Burger> = American()

很顯然這裡美國的漢堡的消費者既是現代人,更是人類。

因此,對於 in 泛型,我們可以將使用父類泛型的物件賦值給使用子類泛型的物件。

同樣,如果這裡反過來使用父類 - Food 泛型,就會報錯:

val consumer1 : Consumer<Food> = Everybody()
val consumer2 : Consumer<Food> = ModernPeople()  // Error
val consumer3 : Consumer<Food> = American()  // Error

根據以上的內容,我們還可以這樣來理解什麼時候用 in 和 out:

  • 父類泛型物件可以賦值給子類泛型物件,用 in;

  • 子類泛型物件可以賦值給父類泛型物件,用 out。

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