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1、泛型

1.1 基本语法

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。

定义一个泛型方法：将定义泛型的语法结构写在方法上面即可，如下所示

class MyClass {
	fun <T> method(param: T): T {
        return param
    }
}

此时调用方式也需要进行调整：

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。

2、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): Boolean {
        return helperSet.contains(element)
    }

    override fun containsAll(elements: Collection<T>): Boolean {
        return helperSet.containsAll(elements)
    }

    override fun isEmpty(): Boolean {
        return helperSet.isEmpty()
    }

    override fun iterator(): Iterator<T> {
        return 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{	//helperSet就是传进来的HashSet

}

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(): Boolean {
        return 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。

实现一个自己的lazy函数

在8.4.2小节初始化uriMatcher变量的时候，我们使用了一种懒加载技术。把想要延迟执行的代码放到by lazy代码块中，这样代码块中的代码在一开始的时候就不会执行，只有当uriMatcher变量首次被调用的时候，代码块中的代码才会执行。

那么学习了Kotlin的委托功能之后，我们就可以对by lazy的工作原理进行解密了，它的基本语法结构如下：

val p by lazy {...}

现在再来看这段代码，是不是觉得更有头绪了呢？实际上，by lazy并不是连在一起的关键字，只有by才是Kotlin中的关键字，lazy在这里只是一个高阶函数而已。在lazy函数中会创建并返回一个Delegate对象，当我们调用p属性的时候，其实调用的是Delegate对象的getValue()方法，然后getValue()方法中又会调用lazy函数传入的Lambda表达式，这样表达式中的代码就可以得到执行了，并且调用p属性后得到的值就是Lambda表达式中最后一行代码的返回值。

新建一个Later.kt文件，并编写如下代码：

class Later<T> (val block: () -> T){
    
}

这里我们首先定义了一个Later类，并将它指定成泛型类。Later的构造函数中接收一个函数类型参数，这个函数类型参数不接收任何参数，并且返回值类型就是Later类指定的泛型。

接着我们在Later类中实现getValue()方法，代码如下所示：

class Later<T> (val block: () -> T){
    var value: Any? = null

    operator fun getValue(any: Any?, prop: KProperty<*>): T {
        if (value == null){
            value = block()
        }
        return value as T
    }
}

这里将getValue()方法的第一个参数指定成了Any?类型，表示我们希望Later的委托功能在所有类中都可以使用。然后使用了一个value变量对值进行缓存，如果value为空就调用构造函数中传入的函数类型参数去获取值，否则就直接返回。

由于懒加载技术是不会对属性进行赋值的，因此这里我们就不用实现setValue()方法了。

代码写到这里，委托属性的功能就已经完成了。虽然我们可以立刻使用它，不过为了让它的用法更加类似于lazy函数，最好再定义一个顶层函数。这个函数直接写在Later.kt文件中就可以了，但是要定义在Later类的外面，因为只有不定义在任何类当中的函数才是顶层函数。代码如下所示：

fun <T> later(block: () -> T) = Later(block)

我们将这个顶层函数也定义成了泛型函数，并且它也接收一个函数类型参数。这个顶层函数的作用很简单：创建Later类的实例，并将接收的函数类型参数传给Later类的构造函数。

现在，我们自己编写的later懒加载函数就已经完成了

但是如何才能验证later函数的懒加载功能有没有生效呢？这里我有一个非常简单方便的验证方法，写法如下：

        val p by later {
            Log.d("TAG", "run codes inside later block")
            "text later"
        }

class MainActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var binding: ActivityMainBinding

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        binding = ActivityMainBinding.inflate(layoutInflater)
        val view = binding.root
        setContentView(view)

        val p by later {
            Log.d("TAG", "run codes inside later block")
            "text later"
        }

        binding.button1.setOnClickListener{
            Log.d("TAG", p)
            Toast.makeText(this, "点击了按钮", Toast.LENGTH_SHORT).show()
        }
    }
}

你会发现，当Activity启动的时候，later函数中的那行日志是不会打印的。只有当你首次点击按钮的时候，日志才会打印出来，说明代码块中的代码成功执行了。而当你再次点击按钮的时候，日志也不会再打印出来，因为代码块中的代码只会执行一次。

另外，必须说明的是，虽然我们编写了一个自己的懒加载函数，但由于简单起见，这里只是大致还原了lazy函数的基本实现原理，在一些诸如同步、空值处理等方面并没有实现得很严谨。因此，在正式的项目中，使用Kotlin内置的lazy函数才是最佳的选择。