kotlin 知识点五 泛型和委托
泛型的基本用法
准确来讲，泛型并不是什么新鲜的事物。Java 早在1.5 版本中就引入了泛型的机制，Kotlin 自然
也就支持了泛型功能。但是Kotlin 中的泛型和Java 中的泛型有同有异。我们在本小节中就先学习
泛型的基本用法，也就是和Java 中相同的部分
首先解释一下什么是泛型。在一般的编程模式下，我们需要给任何一个变量指定一个具体的类
型，而泛型允许我们在不指定具体类型的情况下进行编程，这样编写出来的代码将会拥有更好
的扩展性。
举个例子，List是一个可以存放数据的列表，但是List并没有限制我们只能存放整型数据或字符
串数据，因为它没有指定一个具体的类型，而是使用泛型来实现的。也正是如此，我们才可以
使用List、List之类的语法来构建具体类型的列表。
那么要怎样才能定义自己的泛型实现呢？这里我们来学习一下基本的语法。
泛型主要有两种定义方式：一种是定义泛型类，另一种是定义泛型方法，使用的语法结构都是
。当然括号内的T并不是固定要求的，事实上你使用任何英文字母或单词都可以，但是通常
情况下，T是一种约定俗成的泛型写法。
如果我们要定义一个泛型类，就可以这么写：
class MyClass<T> {
fun method(param: T): T {
return param
}
}
此时的MyClass就是一个泛型类，MyClass中的方法允许使用T类型的参数和返回值。
我们在调用MyClass类和method()方法的时候，就可以将泛型指定成具体的类型，如下所
示：
val myClass = MyClass<Int>()
val result = myClass.method(123)
这里我们将MyClass类的泛型指定成Int类型，于是method()方法就可以接收一个Int类型的
参数，并且它的返回值也变成了Int类型。
而如果我们不想定义一个泛型类，只是想定义一个泛型方法，应该要怎么写呢？也很简单，只
需要将定义泛型的语法结构写在方法上面就可以了，如下所示：
class MyClass {
fun <T> method(param: T): T {
return param
}
}
此时的调用方式也需要进行相应的调整：
val myClass = MyClass()
val result = myClass.method<Int>(123)
可以看到，现在是在调用method()方法的时候指定泛型类型了。另外，Kotlin 还拥有非常出色
的类型推导机制，例如我们传入了一个Int类型的参数，它能够自动推导出泛型的类型就是Int
型，因此这里也可以直接省略泛型的指定：
val myClass = MyClass()
val result = myClass.method(123)
Kotlin 还允许我们对泛型的类型进行限制。目前你可以将method()方法的泛型指定成任意类
型，但是如果这并不是你想要的话，还可以通过指定上界的方式来对泛型的类型进行约束，比
如这里将method()方法的泛型上界设置为Number类型，如下所示：
class MyClass {
fun <T : Number> method(param: T): T {
return param
}
}
这种写法就表明，我们只能将method()方法的泛型指定成数字类型，比如Int、Float、
Double等。但是如果你指定成字符串类型，就肯定会报错，因为它不是一个数字。
另外，在默认情况下，所有的泛型都是可以指定成可空类型的，这是因为在不手动指定上界的
时候，泛型的上界默认是Any?。而如果想要让泛型的类型不可为空，只需要将泛型的上界手动
指定成Any就可以了。
接下来，我们尝试对本小节所学的泛型知识进行应用。编写了一个build函数，代码如下所示：
fun StringBuilder.build(block: StringBuilder.() -> Unit): StringBuilder {
block()
return this
}
这个函数的作用和apply函数基本是一样的，只是build函数只能作用在StringBuilder类上
面，而apply函数是可以作用在所有类上面的。现在我们就通过本小节所学的泛型知识对
build函数进行扩展，让它实现和apply函数完全一样的功能。
思考一下，其实并不复杂，只需要使用将build函数定义成泛型函数，再将原来所有强制指
定StringBuilder的地方都替换成T就可以了。新建一个build.kt 文件，并编写如下代码：
fun <T> T.build(block: T.() -> Unit): T {
block()
return this
}
大功告成！现在你完全可以像使用apply函数一样去使用build函数了，比如说这里我们使用
build函数简化Cursor 的遍历：
contentResolver.query(uri, null, null, null, null)?.build {
while (moveToNext()) {
...
}
close()
}
好了，关于Kotlin 泛型的基本用法就介绍到这里，这部分用法和Java 中的泛型基本上没什么区
别，所以应该还是比较好理解的。接下来我们进入本节Kotlin 课堂的另一个重要主题——委托。
类委托和委托属性
委托是一种设计模式，它的基本理念是：操作对象自己不会去处理某段逻辑，而是会把工作委
托给另外一个辅助对象去处理。这个概念对于Java 程序员来讲可能相对比较陌生，因为Java 对
于委托并没有语言层级的实现，而像C# 等语言就对委托进行了原生的支持。
Kotlin 中也是支持委托功能的，并且将委托功能分为了两种：类委托和委托属性。下面我们逐个
进行学习。
首先来看类委托，它的核心思想在于将一个类的具体实现委托给另一个类去完成。在前面的章
节中，我们曾经使用过Set这种数据结构，它和List有点类似，只是它所存储的数据是无序
的，并且不能存储重复的数据。Set是一个接口，如果要使用它的话，需要使用它具体的实现
类，比如HashSet。而借助于委托模式，我们可以轻松实现一个自己的实现类。比如这里定义
一个MySet，并让它实现Set接口，代码如下所示：
class MySet<T>(val helperSet: HashSet<T>) : Set<T> {
override val size: Int
get() = helperSet.size
override fun contains(element: T) = helperSet.contains(element)
override fun containsAll(elements: Collection<T>) = helperSet.containsAll(elements)
override fun isEmpty() = helperSet.isEmpty()
override fun iterator() = helperSet.iterator()
}
可以看到，MySet的构造函数中接收了一个HashSet参数，这就相当于一个辅助对象。然后在
Set接口所有的方法实现中，我们都没有进行自己的实现，而是调用了辅助对象中相应的方法实
现，这其实就是一种委托模式。
那么，这种写法的好处是什么呢？既然都是调用辅助对象的方法实现，那还不如直接使用辅助
对象得了。这么说确实没错，但如果我们只是让大部分的方法实现调用辅助对象中的方法，少
部分的方法实现由自己来重写，甚至加入一些自己独有的方法，那么MySet就会成为一个全新
的数据结构类，这就是委托模式的意义所在。
但是这种写法也有一定的弊端，如果接口中的待实现方法比较少还好，要是有几十甚至上百个
方法的话，每个都去这样调用辅助对象中的相应方法实现，那可真是要写哭了。那么这个问题
有没有什么解决方案呢？在Java 中确实没有，但是在Kotlin 中可以通过类委托的功能来解决。
Kotlin 中委托使用的关键字是by，我们只需要在接口声明的后面使用by关键字，再接上受委托
的辅助对象，就可以免去之前所写的一大堆模板式的代码了，如下所示：
class MySet<T>(val helperSet: HashSet<T>) : Set<T> by helperSet {
}
这两段代码实现的效果是一模一样的，但是借助了类委托的功能之后，代码明显简化了太多。
另外，如果我们要对某个方法进行重新实现，只需要单独重写那一个方法就可以了，其他的方
法仍然可以享受类委托所带来的便利，如下所示：
class MySet<T>(val helperSet: HashSet<T>) : Set<T> by helperSet {
fun helloWorld() = println("Hello World")
override fun isEmpty() = false
}
这里我们新增了一个helloWorld()方法，并且重写了isEmpty()方法，让它永远返回
false。这当然是一种错误的做法，这里仅仅是为了演示一下而已。现在我们的MySet就成为
了一个全新的数据结构类，它不仅永远不会为空，而且还能打印helloWorld()，至于其他
Set接口中的功能，则和HashSet保持一致。这就是Kotlin 的类委托所能实现的功能。
掌握了类委托之后，接下来我们开始学习委托属性。它的基本理念也非常容易理解，真正的难
点在于如何灵活地进行应用。
类委托的核心思想是将一个类的具体实现委托给另一个类去完成，而委托属性的核心思想是将
一个属性（字段）的具体实现委托给另一个类去完成。
我们看一下委托属性的语法结构，如下所示：
class MyClass {
var p by Delegate()
}
可以看到，这里使用by关键字连接了左边的p属性和右边的Delegate实例，这是什么意思呢？
这种写法就代表着将p属性的具体实现委托给了Delegate类去完成。当调用p属性的时候会自
动调用Delegate类的getValue()方法，当给p属性赋值的时候会自动调用Delegate类的
setValue()方法。
因此，我们还得对Delegate类进行具体的实现才行，代码如下所示：
class Delegate {
var propValue: Any? = null
operator fun getValue(myClass: MyClass, prop: KProperty<*>): Any? {
return propValue
}
operator fun setValue(myClass: MyClass, prop: KProperty<*>, value: Any?) {
propValue = value
}
}
这是一种标准的代码实现模板，在Delegate类中我们必须实现getValue()和setValue()这
两个方法，并且都要使用operator关键字进行声明。
getValue()方法要接收两个参数：第一个参数用于声明该Delegate类的委托功能可以在什么
类中使用，这里写成MyClass表示仅可在MyClass类中使用；第二个参数KProperty<>是
Kotlin 中的一个属性操作类，可用于获取各种属性相关的值，在当前场景下用不着，但是必须在
方法参数上进行声明。另外，<>这种泛型的写法表示你不知道或者不关心泛型的具体类型，只
是为了通过语法编译而已，有点类似于Java 中<?>的写法。至于返回值可以声明成任何类型，根
据具体的实现逻辑去写就行了，上述代码只是一种示例写法。
setValue()方法也是相似的，只不过它要接收3个参数。前两个参数和getValue()方法是相
同的，最后一个参数表示具体要赋值给委托属性的值，这个参数的类型必须和getValue()方
法返回值的类型保持一致。
整个委托属性的工作流程就是这样实现的，现在当我们给MyClass的p属性赋值时，就会调用
Delegate类的setValue()方法，当获取MyClass中p属性的值时，就会调用Delegate类的
getValue()方法。是不是很好理解？
不过，其实还存在一种情况可以不用在Delegate类中实现setValue()方法，那就是
MyClass中的p属性是使用val关键字声明的。这一点也很好理解，如果p属性是使用val关键
字声明的，那么就意味着p属性是无法在初始化之后被重新赋值的，因此也就没有必要实现
setValue()方法，只需要实现getValue()方法就可以了。