Как работать с обобщенными типами (generics) в Kotlin?

Обобщенные типы в Kotlin позволяют создавать классы, интерфейсы и функции, работающие с данными разных типов, сохраняя при этом типобезопасность во время компиляции.

Основные понятия и способы работы:

• Объявление обобщенных классов и интерфейсов:

  class Box<T>(val item: T) // Обобщенный класс с параметром типа T
  interface MyList<E> { // Обобщенный интерфейс с параметром типа E
      fun add(element: E)
      fun get(index: Int): E
  }
  

• Объявление обобщенных функций:

  fun <T> printAnything(value: T) { // Обобщенная функция с параметром типа T
      println(value)
  }
  

• Создание экземпляров обобщенных типов:

  val intBox: Box<Int> = Box(123) // Указание конкретного типа (Int)
  val stringBox = Box("hello") // Компилятор выводит тип (String)
  

• Вариантность: Позволяет определить, как работают подтипы с обобщенными типами.
  • Ковариантность (out): Позволяет использовать тип и его подтипы. Обозначается out. Пример: List<out Any> может содержать List<String>. Используется для типов, которые производят значения (например, чтение из коллекции).

    interface Producer<out T> { // out T - ковариантный параметр
         fun produce(): T
    }
    

  • Контравариантность (in): Позволяет использовать тип и его надтипы. Обозначается in. Пример: Comparator<in String> может работать с Comparator<Any>. Используется для типов, которые потребляют значения (например, запись в коллекцию).

    interface Consumer<in T> { // in T - контравариантный параметр
        fun consume(value: T)
    }
    

  • Инвариантность: Тип в обобщенном параметре должен быть точно таким же. Это поведение по умолчанию.
• Ограничения типов (where): Позволяет ограничить тип параметром, чтобы он реализовал определенные интерфейсы или наследовался от определенного класса.

  fun <T : Comparable<T>> max(a: T, b: T): T { // T должен реализовывать Comparable
      return if (a > b) a else b
  }
  
  fun <T> process(item: T) where T : Runnable, T : Comparable<T> {
      item.run()
      // ... используем сравнимость
  }
  

• Звездная (star) проекция (*): Используется, когда неважны конкретные аргументы типа. Аналогично <?> в Java.

  fun printList(list: List<*>) { // Можно принимать список любого типа
       for (item in list) {
           println(item)
       }
  }
  

Обобщенные типы в Kotlin используют стирание типов (type erasure), как и в Java. Информация о конкретных типах параметров теряется во время выполнения. Для работы с типами во время выполнения используются реифицированные (reified) типы.

• Реифицированные типы (reified): Доступны только для inline функций. Позволяют сохранить информацию о типе параметра во время выполнения.

  inline fun <reified T> checkType(value: Any) { // T - реифицированный тип
      if (value is T) {
          println("Value is of type T")
      } else {
          println("Value is not of type T")
      }
  }