Kotlin类与对象篇(5)--扩展(extentions)


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扩展(Extensions)

前文讲过,Kotlin, 跟C#和Gosu很像,提供了便捷的为类扩展函数的能力,而你并不需要继承于它,或者使用设计模式来包装,比如Decorator装饰者模式. 我们使用一种特殊的声明方式来完成这个工作 . Kotlin 支持函数和属性的扩展.

扩展函数(Extentions Functions)

为了声明一个函数扩展,我们需要在函数前加一个接收者类型(receiver type)作为前缀。下面我们会为 MutableList<Int> 添加一个 swap 函数:

fun MutableList<Int>.swap(index1: Int, index2: Int) {
    val tmp = this[index1] // 'this' corresponds to the list
    this[index1] = this[index2]
    this[index2] = tmp
}

在扩展函数中的this 关键字对应接收者对象。现在我们可以在任何 MutableList<Int> 实例中使用这个函数了:

val l = mutableListOf(1, 2, 3)
l.swap(0, 2)// 在 `swap()` 函数中 `this` 持有的值是 `l`

当然,这个函数对任意的 MutableList<T> 都是适用的,而且我们可以把它变的通用:

fun <T> MutableList<T>.swap(index1: Int, index2: Int) {
    val tmp = this[index1] // 'this' corresponds to the list
    this[index1] = this[index2]
    this[index2] = tmp
}

我们在函数名前声明了通用类型,从而使它可以接受任何参数。参看
泛型函数

扩展是被静态解析的

然而,Kotlin并不实际修改它所扩展的类,给某个类定义了一个扩展函数也并没有实际为这个插入任何函数代码,仅仅是增加了一个这个类的调用函数的途径,调用方式xx.extentionsFunc。

需要强调的是扩展函数是静态分发的,举个例子,它们并不是接受者类型的虚拟方法。这意味着扩展函数的调用是由发起函数调用的表达式的类型决定的,而不是在运行时动态获得的表达式的类型决定。比如
举例:

open class C

class D: C()

fun C.foo() = "c"

fun D.foo() = "d"

fun printFoo(c: C) {
    println(c.foo())
}
printFoo(D())

例子中输出的结果是c。扩展函数被调用时,传入的参数是c, 即类C。

如果一个类拥有一个成员函数,但是又定义了一个这个类的扩展函数和它的成员函数名字一模一样,参数也一样,此时只执行成员函数

举例:

class C {
    fun foo() { println("member") }
}

fun C.foo() { println("extension") }

比如我们调用 类C的任意实例cc.foo() 函数 , 只会打印 “member”, 而不是“extension”.

与上述其他情况相同,名字相同但是函数签名不同时,扩展函数工作完全正常,举例:

class C {
    fun foo() { println("member") }
}

fun C.foo(i: Int) { println("extension") }

调用 C().foo(1) 时将会输出“extension”.

空接收者

注意扩展可以使用空接收者类型进行定义。这样的扩展使得,即使是一个空对象仍然可以调用该扩展,然后在扩展的内部进行 this == null 的判断。这样你就可以在 Kotlin 中任意调用 toString() 方法而不进行空指针检查:空指针检查延后到扩展函数中完成。

fun Any?.toString(): String {
    if (this == null) return "null"
    // after the null check, 'this' is autocast to a non-null type, so the toString()
below
    // resolves to the member function of the Any class
    return toString()
}

扩展属性

类似扩展函数,Kotlin同样支持扩展属性:

val <T> List<T>.lastIndex: Int
    get() = size - 1

注意,扩展函数并未向类中插入函数 , 扩展属性在类中也并没有支持字段(backing field)。这就是为什么初始化程序(initializers)不允许扩展属性。 只有在显示提供getters/setters后才可以定义扩展属性,举例:

val Foo.bar = 1 // error: initializers are not allowed for extension properties

接下来会讲述友元对象扩展以及扩展的作用域。
前文讲过,Kotlin, 跟C#和Gosu很像,提供了便捷的为类扩展函数的能力,而你并不需要继承于它,或者使用设计模式来包装,比如Decorator装饰者模式. 我们使用一种特殊的声明方式来完成这个工作 . Kotlin 支持函数和属性的扩展.

扩展函数(Extentions)的“静态执行”

然而,Kotlin并不实际修改它所扩展的类,给某个类定义了一个扩展函数也并没有实际为这个插入任何函数代码,仅仅是增加了一个这个类的调用函数的途径,调用方式xx.extentionsFunc。
需要强调的是扩展函数只能“在调用处静态的工作”, 意思是调用处传入的参数是谁就是谁,不支持多态。

举例:

open class C

class D: C()

fun C.foo() = "c"

fun D.foo() = "d"

fun printFoo(c: C) {
    println(c.foo())
}
printFoo(D())

例子中输出的结果是c。扩展函数被调用时,传入的参数是c, 即类C。

如果一个类拥有一个成员函数,但是又定义了一个这个类的扩展函数和它的成员函数名字一模一样,参数也一样,此时只执行成员函数

举例:

class C {
    fun foo() { println("member") }
}

fun C.foo() { println("extension") }

比如我们调用 类C的任意实例cc.foo() 函数 , 只会打印 “member”, 而不是“extension”.

与上述其他情况相同,名字相同但是函数签名不同时,扩展函数工作完全正常,举例:

class C {
    fun foo() { println("member") }
}

fun C.foo(i: Int) { println("extension") }

调用 C().foo(1) 时将会输出“extension”.

空接收者

注意扩展可以使用空接收类型,如此扩展就可以被一个即使值为null的变量所调用,而且可以在扩展函数体中执行检查this == null。这就是为什么在Kotlin中你不用检查是否为null就可以调用toString: 检查发生在扩展函数中。

fun Any?.toString(): String {
    if (this == null) return "null"
    // after the null check, 'this' is autocast to a non-null type, so the toString()
below
    // resolves to the member function of the Any class
    return toString()
}

扩展属性

类似扩展函数,Kotlin同样支持扩展属性:

val <T> List<T>.lastIndex: Int
    get() = size - 1

注意,扩展函数并未向类中插入函数 , 扩展属性在类中也并没有支持字段(backing field)。这就是为什么初始化程序(initializers)不允许扩展属性。 只有在显示提供getters/setters后才可以定义扩展属性,举例:

val Foo.bar = 1 // error: initializers are not allowed for extension properties

接下来会讲述友元对象扩展以及扩展的作用域。

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