Kotlin学习快速入门（7）——扩展的妙用

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作者：stars-one
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之前也模模糊糊地在用这个功能,也是十分方便,可以不用继承,快速给某个类增加新的方法,本篇便是来讲解下Kotlin中扩展这一概念的使用

说明

先解释一下,扩展的说明,官方文档上解释:

Kotlin 能够扩展一个类的新功能,而无需继承该类或者使用像装饰者这样的设计模式

简单来说,就是可以不用继承来让一个类多出一个方法或属性(成员变量),可能这样说比较抽象,我们以一个简单的例子来说

比如说,我们需要用到以下功能:

判断String对象是否其是否为null或未空白字符串,如果为null或空白字符串,则返回true,否则返回false

此功能挺好实现,但我们想要实现此功能,无非就是3种方法:

1. 写个工具类StringUtil,然后传递有个String对象进去,方法返回
2. 写个新的类,让其继承于String类,之后再新增方法
3. 用装饰者模式,扩展类(这里不多解释装饰者模式,可以自己百度查阅下资料)

但上面的方法,估计第一种各位都明白,也是十分简单,但使用起来还是比较麻烦,还得将对象作为入参传递,如果使用Kotlin的扩展特性,还能变得更加简单

而剩下两种,改动均是较大,一般得看情况使用,也是不太推荐

扩展方法

我们以刚才上述说的功能为例,实现判断String对象是否其是否为null或未空白字符串,如果为null或空白字符串,则返回true,否则返回false此功能

语法及使用

首先,显示讲解下语法

fun 类名.方法名(参数列表...):返回值{
    
}

看起来稍微有些抽象,我们直接上示例:

fun String.isBlankOrNullString(): Boolean {
    return this == null || this.trim().length == 0
}

需要注意的是,方法里的this就是当前调用此方法的String对象

扩展方法使用:

fun main(args: Array<String>) {
    val str = ""
    println(str.isBlankOrNullString())
}

PS: 这里的扩展方法写在了顶层,是全局可用的

注意点

1. 扩展方法会区分作用域(全局和局部)
2. 类中存在于扩展方法同名同参数列表,相当于重载,此时以扩展方法为主
3. 扩展方法可接收可空类型

扩展方法作用域

扩展方法的声明位置,会决定此扩展方法的作用域

如下面示例:

fun main() {
    val str = ""
    println(str.isBlankOrNullString())
}

class User {
    val str = ""
}

fun String.isBlankOrNullString(): Boolean {
    return this == null || this.trim().length == 0
}

我们将方法写在了最外层(即与class关键字同级),此时,我们可以在任意的类中调用此方法

但如果我们稍微改一下,如下:

fun main() {
    val str = ""
    //这里会报错!!
    //println(str.isBlankOrNullString())
}

class User {
    val str = ""

    fun sayHello() {
        //类中可以正常使用
        str.isBlankOrNullString()
    }

    fun String.isBlankOrNullString(): Boolean {
        return this == null || this.trim().length == 0
    }

}

扩展方法重载问题

由于是声明方法,可能会出现方法名重名的情况,即我们Java基础中说到的重载关系

这里,如果出现了重载的情况(方法名和参数列表相同),会以类中的方法为主(即会忽略掉扩展方法)

上面此句,是根据文档上总结得来的,实际上也是测试通过

fun main() {
    Example().printFunctionType()
}

class Example {
    fun printFunctionType() { println("Class method") }
}

fun Example.printFunctionType() { println("Extension function") }

最后输出的是Class method

但这里有个奇怪的情况,我以String的扩展为例,测试发现与上述结论不一致!!

以下是我的测试代码:

fun main() {
    val str = ""
    println(str.isNullOrBlank())
}

fun String.isNullOrBlank(): Boolean {
    println("进入我们的方法里")
    return this == null || this.trim().length == 0
}

最终输出:

进入我们的方法里
true

看着打印,这明显就是进到我们定义的扩展方法里啊 😕

研究了一番,发现原本的那个isNullOrBlank(),并不是String类中含有的方法

官方也是通过扩展方法来实现追加的,且是扩展的类是CharSequence,而且此类是个接口类,所有实现了此接口的类都有了isNullOrBlank()方法

而我们自己也是定义了个扩展方法,与官方的扩展方法发生了重载,于是我们的扩展方法便是把官方的扩展方法覆盖了

所以得出以下结论:

当类中存在某个方法,扩展方法与此方法发生重载关系,会以类中方法为主

某类已存在某个扩展方法,用户自定义扩展方法与该扩展方法发生重载,会以用户自定义扩展方法为主

当然,上面这是自己研究定下的,若是不太准确,希望各位可以指正! 😄

扩展方法接收可空类型

上面,我们是定义的String类型扩展,当然,也可以给String?可空类型进行扩展方法

这样写也是没有问题的:

fun String?.isNullOrBlank(): Boolean {
    println("进入我们的方法里")
    return this == null || this.trim().length == 0
}

像这样,我们还可以直接给所有类型(Any类型)增加个toString()方法的扩展方法:

fun Any?.toString(): String {
    if (this == null) return "null"
    // 空检测之后，“this”会自动转换为非空类型，所以下面的 toString()
    // 解析为 Any 类的成员函数
    return toString()
}

但是,这个扩展方法是不起作用的!!

为什么呢?因为Any对象已经存在了toString()此方法,根据上面的结论,会以类中的方法优先!

扩展属性

除了方法,我们也可以实现扩展属性

语法

val 类型.属性名: 属性类型名
    get() = 

如有个示例,判断文件是否为md文件:

val File.isMdFile: Boolean
    get() = extension.toLowerCase()=="md"

使用:

fun main() {
    val file =File("D:\\tt.md")
    println(file.isMdFile)
}

val File.isMdFile: Boolean
    get() = extension.toLowerCase()=="md"

相关作用域与上述扩展方法讲解的是一致的,这里不再赘述

扩展伴生对象

这里,感觉就是类似工具类的扩展吧,如果使用伴生对象,之后就可以类名.方法名去调用方法(类似Java中的静态方法)

如果我们想追加一些方法,也可以使用扩展来实现,如下例子

class MyClass {
    companion object { }  // 将被称为 "Companion"
}

fun MyClass.Companion.printCompanion() { println("companion") }

fun main() {
    MyClass.printCompanion()
}

原理补充

Kotlin中的扩展函数,其实最后编译成class文件都会转为一个静态方法

这一过程实际上是由Kotlin编译器替我们实现了,我们只管吃语法糖就完事了!

我们以下面方法为例:

fun String?.isNullOrBlank(): Boolean {
    println("进入我们的方法里")
    return this == null || this.trim().length == 0
}

最终生成的静态方法:

// 这个类名就是顶层文件名+“Kt”后缀
public final class ExtendsionDemoKt {
   // 扩展函数 isNullOrBlank 对应实际上是 Java 中的静态函数，并且传入一个接收者类型对象作为参数
   public static final boolean isNullOrBlank(@NotNull CharSequence $this$isNullOrBlank) {
      Intrinsics.checkParameterIsNotNull($this$isNullOrBlank, "$this$isNullOrBlank");
      String var1 = "进入我们的方法";
      boolean var2 = false;
      System.out.println(var1);
      return StringsKt.trim($this$isNullOrBlank).length() == 0;
   }
}

如果我们isNullOrBlank还有参数的话,静态方法中除了CharSequence这个参数,还会多出其他参数

PS: 可以点开对应的class文件,然后使用tool->kotlin->Decompile Kotlin To Java,将class还原会java代码

参考

• 扩展 - Kotlin 语言中文站
• Kotlin 扩展函数及原理 - 简书