Kotlin Primer 第四章:Kotlin 的类特性

前面三章的内容是写给希望快速了解 Kotlin 语言的大忙人的。 而从本章开始,才会真正讲述 Kotlin 语言的神奇之处。

与 Java 相同,Kotlin 声明类的关键字是class。类声明由类名、类头和类体构成。

其中类头类体都是可选的; 如果一个类没有类体,那么花括号也是可以省略的。

4.1 构造函数

Kotlin 的构造函数可以写在类头中,跟在类名后面,如果有注解还需要加上关键字constructor。这种写法声明的构造函数,我们称之为主构造函数。例如下面我们为Person创建带一个String类型参数的构造函数。

class Person(private val name: String) {
    fun sayHello() {
        println("hello $name")
    }
}

在构造函数中声明的参数,它们默认属于类的公有字段,可以直接使用,如果你不希望别的类访问到这个变量,可以用private修饰。
在主构造函数中不能有任何代码实现,如果有额外的代码需要在构造方法中执行,你需要放到init代码块中执行。同时,在本示例中由于需要更改 name 参数的值,我们将 val 改为 var,表明 name 参数是一个可改变的参数。

class Person(private var name: String) {

    init {
        name = "Zhang Tao"
    }

    internal fun sayHello() {
        println("hello $name")
    }
}

如果一个非抽象类没有声明任何(主或次)构造函数,它会有一个生成的不带参数的主构造函数。构造函数的可见性是 public。如果你不希望你的类 有一个公有构造函数,你需要声明一个带有非默认可见性的空的主构造函数。
另外,在 JVM 上,如果主构造函数的所有的参数都有默认值,编译器会生成一个额外的无参构造函数,它将使用默认值。

4.2 次级构造函数

一个类当然会有多个构造函数的可能,只有主构造函数可以写在类头中,其他的次级构造函数(Secondary Constructors)就需要写在类体中了。

class Person(private var name: String) {

    private var description: String? = null

    init {
        name = "Zhang Tao"
    }

    constructor(name: String, description: String) : this(name) {
        this.description = description
    }

    internal fun sayHello() {
        println("hello $name")
    }
}

这里我们让次级构造函数调用了主构造函数,完成 name 的赋值。由于次级构造函数不能直接将参数转换为字段,所以需要手动声明一个 description 字段,并为 description 字段赋值。

4.3 修饰符

点开 IDEA,工程目录中的 out 列表,看到我们写完的 Person被编译为 class 文件后的样子。

4.3.1 open 修饰符

Kotlin 默认会为每个变量和方法添加 final 修饰符。这么做的目的是为了程序运行的性能,其实在 Java 程序中,你也应该尽可能为每个类添加final 修饰符( 见 Effective Java 第四章 17 条)。
为每个类加了final也就是说,在 Kotlin 中默认每个类都是不可被继承的。如果你确定这个类是会被继承的,那么你需要给这个类添加 open 修饰符。

4.3.2 internal 修饰符

写过 Java 的同学一定知道,Java 有三种访问修饰符,public/private/protected,还有一个默认的包级别访问权限没有修饰符。
在 Kotlin 中,默认的访问权限是 public,也就是说不加访问权限修饰符的就是 public 的。而多增加了一种访问修饰符叫 internal。它是模块级别的访问权限。
何为模块(module),我们称被一起编译的一系列 Kotlin 文件为一个模块。在 IDEA 中可以很明确的看到一个 module 就是一个模块,当跨 module 的时候就无法访问另一个moduleinternal 变量或方法。

4.4 一些特殊的类

4.4.1 枚举类

在 Kotlin 中,每个枚举常量都是一个对象。枚举常量用逗号分隔。
例如我们写一个枚举类 Programer。

enum class Programer {
    JAVA, KOTLIN, C, CPP, ANDROID;
}

当它被编译成 class 后,将转为如下代码实际就是一个私有了构造函数的kotlin.Enum继承类。

public final enum class Programer 
private constructor() : kotlin.Enum<Programer> {
    JAVA, KOTLIN, C, CPP, ANDROID;
}

接着我们再来看kotlin.Enum这个类(节选)

public abstract class Enum<E : Enum<E>>
(name: String, ordinal: Int): Comparable<E> {
    companion object {}

    /**
     * Returns the name of this enum constant,
     *  exactly as declared in its enum declaration.
     */
    public final val name: String

    /**
     * Returns the ordinal of this enumeration 
     * constant (its position in its enum 
     * declaration, where the initial constant
     * is assigned an ordinal of zero).
     */
    public final val ordinal: Int

    public override final fun compareTo(other: E): Int
}

发现,其实在 Kotlin 中,枚举的本质是一个实现了Comparable的 class,其排序就是按照字段在枚举类中定义的顺序来的。

4.4.2 sealed 密封类

sealed 修饰的类称为密封类,用来表示受限的类层次结构。例如当一个值为有限集中的 类型、而不能有任何其他类型时。在某种意义上,他们是枚举类的扩展:枚举类型的值集合也是受限的,但每个枚举常量只存在一个实例,而密封类的一个子类可以有可包含状态的多个实例。

4.4.3 data 数据类

data 修饰的类称之为数据类。它通常用在我们写的一些 POJO 类上。
当 data 修饰后,会自动将所有成员用operator声明,即为这些成员生成类似 Java 的 getter/setter 方法。

4.5 类的扩展

在 Java 开发的时候,经常会写一大堆的 Utils 类,甚至经常写一些common包,比如著名的 apache-commons系列、Guava等等。
如果每个类在想要用这些工具类的时候,他们自己就已经具备了这些工具方法多好,Kotlin的类扩展方法就是这个作用。

4.5.1 扩展方法

在之前的文章中我就讲过扩展方法了,这里就不再多赘述,只回顾一下扩展方法的格式:

fun Activity.toast(message: CharSequence, duration: Int = Toast.LENGTH_SHORT) {
    Toast.makeText(this, message, duration).show()
}

首先是一个fun关键字,紧接着是要扩展哪个类的类名,点方法名,然后是方法的声明和返回值以及方法体。

4.5.2 小心有坑

需要注意的是扩展方法是静态解析的,而并不是真正给类添加了这个方法。
举个例子:

```
open class Animal{

}
class Dog : Animal()

object Main {
fun Animal.bark() = "animal"

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