Kotlin 中的通用转置（或其他任何东西！）

Question

在处理Advent of Code 难题时，我发现自己定义了一个函数来转置整数矩阵：

fun transpose(xs: Array<Array<Int>>): Array<Array<Int>> {
    val cols = xs[0].size // 3
    val rows = xs.size // 2
    var ys = Array(cols) { Array(rows) { 0 } }
    for (i in 0..rows - 1) {
        for (j in 0..cols - 1)
            ys[j][i] = xs[i][j]
    }
    return ys
}

原来在下面的谜题中我还需要转置一个矩阵，但它不是Ints 的矩阵，所以我试图概括。在 Haskell 中我会有一些类型的东西

transpose :: [[a]] -> [[a]]

为了在 Kotlin 中复制它，我尝试了以下方法：

fun transpose(xs: Array<Array<Any>>): Array<Array<Any>> {
    val cols = xs[0].size
    val rows = xs.size
    var ys = Array(cols) { Array(rows) { Any() } } // maybe this is the problem?
    for (i in 0..rows - 1) {
        for (j in 0..cols - 1)
            ys[j][i] = xs[i][j]
    }
    return ys
}

这看起来不错，但事实并非如此。事实上，当我尝试在原始整数矩阵上调用它时，我得到Type mismatch: inferred type is Array<Array<Int>> but Array<Array<Any>> was expected。 问题是，我不太明白这条错误信息：我认为 Any 是其他任何东西的超类型？

谷歌搜索我想我明白我应该使用某种类型约束语法（抱歉，不确定它在 Kotlin 中的调用方式），因此将类型更改为 fun <T: Any> transpose(xs: Array<Array<T>>): Array<Array<T>>，但随后在返回行我得到 @ 987654331@

所以我的问题是，如何编写适用于任何二维数组的transpose 矩阵？

Answer 1

正如您自己指出的那样，Array(cols) { Array(rows) { Any() } } 行创建了一个 Array<Array<Any>>，因此如果您在泛型函数中使用它，您将无法在需要 Array<Array<T>> 时返回它。

相反，您应该使用此 lambda 直接为正确的索引提供正确的值（而不是初始化为任意值并替换所有值）：

inline fun <reified T> transpose(xs: Array<Array<T>>): Array<Array<T>> {
    val cols = xs[0].size
    val rows = xs.size
    return Array(cols) { j ->
        Array(rows) { i -> 
            xs[i][j]
        }
    }
}

我不太明白这个错误信息：我认为 Any 是其他任何东西的超类型？

这是因为arrays in Kotlin are invariant in their element type。如果您不了解泛型差异，那就是描述泛型类型的层次结构与其类型参数的层次结构的比较。

例如，假设您有一个类型Foo<T>。现在，Int 是Any 的子类型这一事实并不一定意味着Foo<Int> 是Foo<Any> 的子类型。您可以查找行话，但基本上您在这里有 3 种可能性：

• 如果Foo<Int> 是Foo<Any> 的子类型（Foo 类型为“vary和T一样”
• 如果Foo<Int> 是Foo<Any> 的超类型，我们说Foo 在其类型参数T 中逆变（Foo 类型“变化相反的方式”与T相比）
• 如果以上都不能说，我们说Foo 在其类型参数T 中是不变的

Kotlin 中的数组是不变的。然而，Kotlin 的只读 List 在其元素的类型上是协变的。这就是为什么在 Kotlin 中可以将 List<Int> 分配给 List<Any> 类型的变量。