Kotlin学习 6 -- 泛型和委托

本篇文章主要介绍以下几个知识点：

SUMMER DAY (图片来源于网络)

1. 泛型的基本用法

泛型允许在不指定具体类型的情况下进行编程，这样会有更好的扩展性。

泛型主要有两种定义方式：定义泛型类 和 定义泛型方法。使用的语法结构都是<T>，当然括号内的 T 可以用任何英文字母或单词。

如定义个泛型类：

class MyClass<T> {
    fun method(param: T): T {
        return param
    }
}

在调用 MyClass 类和 method() 方法时就可以将泛型指定成具体的类型：

fun main() {
    // 这边把泛型指定成 Int 类型
    val mClass = MyClass<Int>()
    val result = mClass.method(123)
    println(result)
}

若不想定义泛型类，只想定义一个泛型方法，可改为：

class MyClass {
    fun <T> method(param: T): T {
        return param
    }
}

此时调用方式也要修改：

fun main() {
    val mClass = MyClass()
    // val result = mClass.method<Int>(123)
    // 由于 Kotlin 的推导机制，这边的 Int 可以省略 
    val result = mClass.method(123)
    println(result)
}

Kotlin 还允许对泛型类型进行限制，通过指定上界的方式对泛型的类型进行约束，如将设置为 Number 类型：

class MyClass {
    fun <T : Number> method(param: T): T {
        return param
    }
}

注：在默认情况下，泛型的上界是 Any? ，即所有的泛型都是可以指定成可空类型的，若想让泛型的类型不可空，手动指定成 Any 即可。

回顾前面学习高阶函数时的一个例子：

// 这个 build 函数和 apply 函数的作用是一样的，
// 但 build 函数只能作用在 StringBuilder 中，而 apply 可以作用在所有类上
fun StringBuilder.build(block: StringBuilder.() -> Unit): StringBuilder {
    block()
    return this
}

要让上面的 build 实现和 apply 一样的功能，可使用泛型修改如下：

fun <T> T.build(block: T.() -> Unit): T {
    block()
    return this
}

这样就可以和 apply 一样去使用 build 函数了。

2. 类委托和委托属性

委托是一种设计模式，其基本理念是：操作对象自己不会去处理某段逻辑，而是把工作委托给另外一个辅助对象去处理。

Kotlin 中将委托功能分为：类委托和委托属性。（注：Java 对委托没有语言层面的实现）

  • 类委托：将一个类的具体实现委托给另一个类去完成。

下面举个栗子，定义一个 MySet 类实现 Set 接口：

// Set 数据结构和 list 不同的是所存储的数据是无序的，不能存储重复的数据
// Set 接口，要使用它需要使用它具体的实现类，如 HashSet

// 这边在构造函数中接收了一个 HashSet 参数，相当于一个辅助对象
// 然后在 Set 接口中所有的方法实现中，都没有进行自己的实现，
// 而是调用了辅助对象 HashSet 中相应的方法，这其实就是一种委托模式
class MySet<T>(val helperSet: HashSet<T>) : Set<T> {
    override val size: Int get() = helperSet.size

    override fun contains(element: T) = helperSet.contains(element)

    override fun containsAll(elements: Collection<T>) = helperSet.containsAll(elements)

    override fun isEmpty() = helperSet.isEmpty()

    override fun iterator() = helperSet.iterator()
}

委托模式的意义主要在于：大部分的方法调用辅助对象中的方法，少部分的方法由自己实现，甚至加入一些独有方法。（如果都调用辅助对象中的方法那还不如直接使用辅助对象得了）

不过，上面的写法有一定的弊端，当辅助对象中存在很多方法时，每个都去这样调用辅助对象中的相应方法实现，那就很繁琐了。还好 Kotlin 中可以通过类委托来解决。

Kotlin 中委托使用的关键字是 by，在接口声明的后面使用 by 关键字，再接上受委托的辅助对象即可：

class MySet<T>(val helperSet: HashSet<T>) : Set<T> by helperSet{
    // 通过类委托，这边可以免去之前的一大堆模板式代码了，实现的效果却是一样的
}

比如对其某个方法重新实现、新增自己的方法：

class MySet<T>(val helperSet: HashSet<T>) : Set<T> by helperSet {

    // 新增一个 sayHello 方法
    fun sayHello() = println("Hello Wonderful")

    // 重写 isEmpty 方法
    override fun isEmpty() = false
}
  • 委托属性：将一个属性（字段）的具体实现委托给另一个类去完成。

委托属性的语法结构如下：

class MyClass {
    // by 关键字左边 p 属性的具体实现委托给了 Delegate 类去完成
    var p by Delegate()
}

接着还得对 Delegate 类进行具体的实现，如下：

class Delegate {
    var propValue: Any? = null

    // 需要使用 operator 关键字声明
    // KProperty<*> 是 Kotlin 中的一个属性操作类，可用于获取各种属性相关的值，
    // 即使用不着也必须在方法参数上声明
    // <*> 表示不关心泛型的具体类型（类似于 Java 中的<?>）
    operator fun getValue(mClass: MyClass, prop: KProperty<*>): Any? {
        return propValue
    }

    operator fun setValue(mClass: MyClass, prop: KProperty<*>, value: Any?) {
        propValue = value
    }
}

这样当调用 p 属性时会自动调用 Delegate 类的 getValue() 方法，当给 p 属性赋值时会自动调用 Delegate 类的 setValue() 方法。

3. 实现一个自己的 lazy 函数

有时候初始化变量时，会用一种懒加载技术，把想要延迟执行的代码放到 by lazy 代码块中，这样代码块中的代码在一开始时就不会执行，只有当变量首次被调用时代码块中的代码才会执行。

by lazy 的语法结构如下：

// 这里 by lazy 不是连在一起的，by 是关键字，lazy 是一个高阶函数
// 在 lazy 函数中会创建并返回一个 Delegate 对象
val p by lazy { ... }

下面举个栗子来实现一个自己的 lazy 函数：

class Later<T>(val block: () -> T) {
    // 这里定义了个 Later 类，并将他指定成泛型类
}

接着在 Later 类中实现 getValue() 方法：

class Later<T>(val block: () -> T) {
    var value: Any? = null

    operator fun getValue(any: Any?, prop: KProperty<*>): T {
        if (value == null) {
            value = block()
        }
        return value as T
    }

    // 由于懒加载技术不会对属性进行赋值，无需实现 setValue 方法
}

为了让它用法更加类似于 lazy 函数，再定义个顶层函数：

// 用于创建 Later 类的实例，并将接收的函数类型参数传给 Later 类的构造函数
fun <T> later(block: () -> T) = Later(block)

这样，自定义的 later 懒加载函数就完成了，用法如下：

val p by later {
    // something to do
}

本篇文章就介绍到这。

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