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（二十六）Dart 中泛型的使用与优势

news 来源：原创 2025/5/15 12:03:02

Dart 中泛型的使用与优势

泛型简介

泛型是一种强大的编程特性，用于解决类、接口和方法的复用性问题，同时支持对不特定数据类型的操作和类型校验。通过泛型，开发者可以在编写代码时定义一个通用的模板，然后在使用时指定具体的类型，从而实现代码的复用性和类型安全性。

示例代码解析

以下代码展示了如何在 Dart 中使用泛型来解决类型复用性和类型校验的问题：

// 不使用泛型时，只能返回特定类型的数据
// String getData(String value) {
//   return value;
// }

// 不使用泛型时，需要为每种类型编写重复的代码
// String getData1(String value) {
//   return value;
// }

// int getData2(int value) {
//   return value;
// }

// 不指定类型可以解决类型复用性问题，但放弃了类型检查
// getData(value) {
//   return value;
// }

// 使用泛型，传入什么类型就返回什么类型
getData<T>(T value) {
  return value;
}

void main() {
  // 使用泛型方法，传入 int 类型，返回 int 类型
  print(getData<int>(12)); // 输出：12

  // 使用泛型方法，传入 String 类型，返回 String 类型
  print(getData<String>('你好')); // 输出：你好
}

代码说明

不使用泛型的局限性
- 如果不使用泛型，只能为每种类型编写单独的方法，例如 getData1 和 getData2，这会导致代码冗余。
- 如果不指定类型（如 getData(value)），虽然可以解决类型复用性问题，但会放弃类型检查，可能导致运行时错误。
使用泛型的优势
- 使用泛型可以定义一个通用的方法模板 getData<T>(T value)，其中 T 是一个类型参数。
- 在调用时，可以指定具体的类型，例如 getData<int>(12) 或 getData<String>('你好')。
- 泛型方法在编译时会进行类型检查，确保传入的类型和返回的类型一致，从而提高代码的安全性和可维护性。

泛型的类型参数

在 Dart 中，泛型通过类型参数来实现。类型参数可以是任意类型，例如：

T：表示任意类型。
String、int、double 等具体类型。
自定义类类型。

泛型方法的定义

泛型方法的定义格式如下：

ReturnType<GenericType> methodName(GenericType parameter) {
  // 方法体
}

例如：

T getData<T>(T value) {
  return value;
}

T 是类型参数，表示方法可以接受任意类型的参数。
getData<T> 表示这是一个泛型方法，T 是泛型类型参数。
方法体中，T value 表示方法接受一个类型为 T 的参数，并返回相同类型的值。

泛型的类型推断

在 Dart 中，泛型方法支持类型推断。如果在调用泛型方法时没有显式指定类型参数，Dart 编译器会根据传入的参数类型自动推断类型。

例如：

print(getData(12)); // 编译器推断 T 为 int
print(getData('你好')); // 编译器推断 T 为 String

类型推断的优势

减少代码冗余：无需显式指定类型参数，代码更简洁。
提高可读性：类型推断使得代码更加直观，易于理解。

泛型的使用场景

泛型方法

泛型方法是最常见的泛型使用场景。通过定义泛型方法，可以编写通用的逻辑代码，同时支持多种类型。

例如：

T firstElement<T>(List<T> list) {
  return list.first;
}

void main() {
  List<int> intList = [1, 2, 3];
  print(firstElement<int>(intList)); // 输出：1

  List<String> stringList = ['a', 'b', 'c'];
  print(firstElement<String>(stringList)); // 输出：a
}

泛型类

除了泛型方法，Dart 还支持泛型类。泛型类可以在类级别定义类型参数，使得类的实例可以支持多种类型。

例如：

class Box<T> {
  T content;

  Box(this.content);

  T getContent() {
    return content;
  }
}

void main() {
  Box<int> intBox = Box<int>(12);
  print(intBox.getContent()); // 输出：12

  Box<String> stringBox = Box<String>('你好');
  print(stringBox.getContent()); // 输出：你好
}

泛型接口

泛型接口允许在接口中定义类型参数，使得接口的实现类可以支持多种类型。

例如：

abstract class Cache<T> {
  void put(String key, T value);
  T get(String key);
}

class MemoryCache<T> implements Cache<T> {
  final Map<String, T> _cache = {};

  @override
  void put(String key, T value) {
    _cache[key] = value;
  }

  @override
  T get(String key) {
    return _cache[key]!;
  }
}

void main() {
  Cache<int> intCache = MemoryCache<int>();
  intCache.put('key1', 12);
  print(intCache.get('key1')); // 输出：12

  Cache<String> stringCache = MemoryCache<String>();
  stringCache.put('key2', '你好');
  print(stringCache.get('key2')); // 输出：你好
}

注意事项

泛型的类型限制
Dart 的泛型支持类型限制，可以通过 extends 关键字指定类型参数的上界。例如：
```
T firstElement<T extends num>(List<T> list) {
  return list.first;
}
```
这里 T extends num 表示 T 必须是 num 或其子类型（如 int 或 double）。
泛型的类型推断限制
虽然 Dart 支持类型推断，但在某些复杂场景下，可能需要显式指定类型参数以避免歧义。
泛型的性能影响
泛型在编译时会生成具体的类型代码，因此不会对运行时性能产生负面影响。