Kotlin 泛型进阶：in, out 与 reified

1. 泛型基础

泛型本质上是参数化类型。它让我们能够编写可以处理不同类型数据的代码，同时保持类型安全。

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

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2. 型变 (Variance)：out 与 in

这是 Kotlin 泛型中最难理解的部分。它的核心是为了解决：**List<String> 是否是 List<Any> 的子类？**

2.1 协变 (Covariance)：out

• 定义：如果 String 是 Any 的子类，那么 Producer<String> 也是 Producer<Any> 的子类。
• 限制：只能从对象中读取（Produce），不能写入（Consume）。
• 关键字：out

// 声明处型变
interface Producer<out T> {
    fun produce(): T // OK
    // fun consume(item: T) // 编译错误：Type parameter T is declared as 'out'
}

2.2 逆变 (Contravariance)：in

• 定义：如果 String 是 Any 的子类，那么 Consumer<Any> 反而是 Consumer<String> 的子类。
• 限制：只能向对象中写入（Consume），不能读取（Produce）。
• 关键字：in

interface Consumer<in T> {
    fun consume(item: T) // OK
    // fun produce(): T // 编译错误：Type parameter T is declared as 'in'
}

2.3 为什么需要型变？

Java 的泛型是不型变的（Invariant）。在 Java 中，List<Object> list = new ArrayList<String>(); 是不允许的。Kotlin 通过 out 和 in 优雅地解决了生产与消费场景下的类型兼容问题。

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3. 类型擦除与实化类型参数 (reified)

3.1 类型擦除

在运行时，泛型信息会被擦除。这意味着你不能在运行时直接判断一个对象的泛型类型：

// 错误示例
fun <T> isType(value: Any) = value is T // 编译错误：Cannot check for instance of erased type: T

3.2 reified 关键字

Kotlin 引入了 inline 函数配合 reified 关键字，使得我们可以在运行时访问泛型类型。

inline fun <reified T> isType(value: Any): Boolean {
    return value is T // 此时是合法的！
}

// 实际应用场景：启动 Activity
inline fun <reified T : Activity> Context.startActivity() {
    val intent = Intent(this, T::class.java)
    startActivity(intent)
}

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4. 泛型约束 (Upper Bounds)

我们可以通过 : 来限制泛型必须是某个类的子类。

// T 必须是 Number 或其子类
fun <T : Number> sum(a: T, b: T) {
    // ...
}

// 多个约束使用 where 关键字
fun <T> copyData(source: T) where T : CharSequence, T : Appendable {
    // ...
}

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5. 星投影 (Star-projections) *

当你不知道或者不关心泛型的具体类型时，可以使用 *。

• List<*> 代表“我不知道这里面是什么类型，但我知道它一定是 Any? 的子类”。
• 它是只读的（类似 out Any?）。

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总结

• **out (协变)**：生产者，子类到父类，只读。
• **in (逆变)**：消费者，父类到子类，只写。
• **reified**：打破类型擦除，运行时获取类型信息。
• **:**：类型约束。