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Flutter Dart 泛型详解

article 2025/3/26 2:52:45

引言

在 Flutter 开发中，Dart 语言的泛型是一项强大且实用的特性。泛型允许我们在定义类、方法或接口时使用类型参数，这样可以编写更加灵活、可复用且类型安全的代码。下面将详细介绍 Dart 泛型的各个方面，并结合代码示例进行说明。

1. 泛型的基本概念

泛型的核心思想是将类型作为参数传递，从而使得代码可以处理多种不同类型的数据，而不需要为每种类型都编写重复的代码。通过使用泛型，我们可以在编译时进行类型检查，提高代码的安全性和可读性。

2. 泛型类

泛型类是指在定义类时使用类型参数的类。这样，类中的属性、方法等可以使用这个类型参数，从而实现对不同类型数据的处理。

代码示例

// 定义一个泛型类 Box，它可以存储任意类型的数据
class Box<T> {
  T value;

  Box(this.value);

  T getValue() {
    return value;
  }
}

void main() {
  // 创建一个存储整数的 Box 对象
  Box<int> intBox = Box<int>(10);
  print('整数 Box 中的值: ${intBox.getValue()}');

  // 创建一个存储字符串的 Box 对象
  Box<String> stringBox = Box<String>('Hello, Dart!');
  print('字符串 Box 中的值: ${stringBox.getValue()}');
}

代码解释

class Box<T> 定义了一个泛型类 Box，其中 <T> 是类型参数，它可以代表任意类型。
T value 表示 Box 类中的 value 属性的类型是 T，即可以是任意类型。
Box(this.value) 是构造函数，用于初始化 value 属性。
T getValue() 方法返回 value 属性，其返回类型也是 T。
在 main 函数中，我们分别创建了存储整数和字符串的 Box 对象，并调用 getValue 方法获取存储的值。

3. 泛型方法

泛型方法是指在方法定义中使用类型参数的方法。泛型方法可以独立于类的泛型定义，使得方法更加灵活。

代码示例

// 定义一个泛型方法，用于交换两个变量的值
T swap<T>(T a, T b) {
  T temp = a;
  a = b;
  b = temp;
  return a;
}

void main() {
  // 交换两个整数
  int resultInt = swap<int>(5, 10);
  print('交换后的整数: $resultInt');

  // 交换两个字符串
  String resultString = swap<String>('Hello', 'World');
  print('交换后的字符串: $resultString');
}

代码解释

T swap<T>(T a, T b) 定义了一个泛型方法 swap，其中 <T> 是类型参数，T 表示方法的参数和返回值的类型。
在方法内部，通过临时变量 temp 交换了两个参数的值，并返回交换后的第一个参数。
在 main 函数中，分别调用 swap 方法交换了两个整数和两个字符串，并打印交换后的结果。

4. 泛型接口

泛型接口是指在接口定义中使用类型参数的接口。实现泛型接口的类需要指定具体的类型参数。

代码示例

// 定义一个泛型接口
abstract class Listable<T> {
  void add(T item);
  T get(int index);
}

// 实现泛型接口的类
class MyList<T> implements Listable<T> {
  List<T> _items = [];

  @override
  void add(T item) {
    _items.add(item);
  }

  @override
  T get(int index) {
    return _items[index];
  }
}

void main() {
  // 创建一个存储整数的 MyList 对象
  MyList<int> intList = MyList<int>();
  intList.add(1);
  intList.add(2);
  print('MyList 中索引为 1 的整数: ${intList.get(1)}');

  // 创建一个存储字符串的 MyList 对象
  MyList<String> stringList = MyList<String>();
  stringList.add('Apple');
  stringList.add('Banana');
  print('MyList 中索引为 0 的字符串: ${stringList.get(0)}');
}

代码解释

abstract class Listable<T> 定义了一个泛型接口 Listable，其中 <T> 是类型参数，接口中定义了 add 和 get 两个抽象方法。
class MyList<T> implements Listable<T> 表示 MyList 类实现了 Listable 泛型接口，MyList 类中使用 List<T> 来存储元素，并实现了 add 和 get 方法。
在 main 函数中，分别创建了存储整数和字符串的 MyList 对象，并调用 add 和 get 方法进行元素的添加和获取。

5. 泛型约束

有时候，我们希望泛型类型参数满足一定的条件，这时可以使用泛型约束。在 Dart 中，可以使用 extends 关键字来实现泛型约束。

代码示例

// 定义一个抽象类 Animal
abstract class Animal {
  void makeSound();
}

// 定义一个 Dog 类，继承自 Animal
class Dog extends Animal {
  @override
  void makeSound() {
    print('汪汪汪');
  }
}

// 定义一个泛型类，要求类型参数必须是 Animal 的子类
class AnimalBox<T extends Animal> {
  T animal;

  AnimalBox(this.animal);

  void playSound() {
    animal.makeSound();
  }
}

void main() {
  Dog dog = Dog();
  AnimalBox<Dog> dogBox = AnimalBox<Dog>(dog);
  dogBox.playSound();
}

代码解释

abstract class Animal 定义了一个抽象类 Animal，其中包含一个抽象方法 makeSound。
class Dog extends Animal 定义了一个 Dog 类，继承自 Animal 类，并实现了 makeSound 方法。
class AnimalBox<T extends Animal> 定义了一个泛型类 AnimalBox，使用 extends Animal 对类型参数 T 进行约束，要求 T 必须是 Animal 的子类。
void playSound() 方法调用了 animal 对象的 makeSound 方法。
在 main 函数中，创建了一个 Dog 对象和一个 AnimalBox<Dog> 对象，并调用 playSound 方法播放声音。

6. 泛型在集合中的应用

Dart 的集合类（如 List、Set、Map 等）都广泛使用了泛型，以确保集合中元素的类型安全。

代码示例

void main() {
  // 创建一个存储整数的 List
  List<int> intList = [1, 2, 3, 4, 5];
  print('整数 List: $intList');

  // 创建一个存储字符串的 Set
  Set<String> stringSet = {'Apple', 'Banana', 'Cherry'};
  print('字符串 Set: $stringSet');

  // 创建一个键为字符串，值为整数的 Map
  Map<String, int> scoreMap = {'张三': 80, '李四': 90, '王五': 75};
  print('分数 Map: $scoreMap');
}