Kotlin基础-类和对象

一、类定义

Kotlin 类可以包含:构造函数和初始化代码块、函数、属性、内部类、对象声明。
Kotlin 中使用关键字 class 声明类,后面紧跟类名:

//Kotlin 中的类可以有一个 主构造器,以及一个或多个次构造器,主构造器是类头部的一部分,位于类名称之后:
class Person constructor(firstName: String){  
    var name: String = ……
    var url: String = ……
    
    //Kotlin 中类不能有字段。提供了 Backing Fields(后端变量) 机制,备用字段使用field关键字声明,field 关键词只能用于属性的访问器
    var num: Int = 100
        get() = field                // 后端变量
        set(value) {
            if (value < 10) {       // 如果传入的值小于 10 返回该值
                field = value
            } else {
                field = -1         // 如果传入的值大于等于 10 返回 -1
            }
        }

    //非空属性必须在定义的时候初始化,kotlin提供了一种可以延迟初始化的方案,使用 lateinit 关键字描述属性:
    lateinit var subject: TestSubject
    
    //次构造函数
    constructor(parent: Person) {
         // 初始化...
    }
     constructor (name: String, age:Int) : this(name) {
        // 初始化...
    }

    init {
        //初始化代码
    }

    //在类中定义成员函数
    fun foo() { 
        print("Foo") 
    }
}


// 创建对象,Kotlin 中没有 new 关键字
val person = Person() 
//使用属性,只要用名称引用它即可; 使用 . 号来引用
person.name           
person.url

我们也可以定义一个空类:

class Empty
1、类的属性
属性定义

类的属性可以用关键字 var 声明为可变的,
否则使用只读关键字 val 声明为不可变。

getter 和 setter

属性声明的完整语法:

var <propertyName>[: <PropertyType>] [= <property_initializer>]
    [<getter>]
    [<setter>]

getter 和 setter 都是可选
如果属性类型可以从初始化语句或者类的成员函数中推断出来,那就可以省去类型,val不允许设置setter函数,因为它是只读的。

2、主次构造器
  1. 主构造器中不能包含任何代码,初始化代码可以放在初始化代码段中,初始化代码段使用 init 关键字作为前缀;
  2. 如果构造器有注解,或者有可见度修饰符,这时constructor关键字是必须的,注解和修饰符要放在它之前;
  3. 次构造函数:类也可以有二级构造函数,需要加前缀 constructor;
  4. 如果类有主构造函数,每个次构造函数都要,或直接或间接通过另一个次构造函数代理主构造函数。在同一个类中代理另一个构造函数使用 this 关键字;
  5. 如果一个非抽象类没有声明构造函数(主构造函数或次构造函数),它会产生一个没有参数的构造函数。构造函数是 public 。如果你不想你的类有公共的构造函数,你就得声明一个空的主构造函数:
class Person constructor(firstName: String) {
    init {
        println("FirstName is $firstName")
    }

    //第3 类也可以有二级构造函数,需要加前缀 constructor:
    constructor(parent: Person) {
        parent.children.add(this) 
    }

    //第4
    constructor (name: String, age:Int) : this(name) {
            // 初始化...
    }

    //第5
    class DontCreateMe private constructor () {
    }
}

主构造函数-->init代码块-->次构造函数

二、类的修饰符

类的修饰符包括 classModifier 和_accessModifier_:
classModifier: 类属性修饰符,标示类本身特性。
abstract    // 抽象类  
final       // 类不可继承,默认属性
enum        // 枚举类
open        // 类可继承,类默认是final的
annotation  // 注解类
accessModifier: 访问权限修饰符
private    // 仅在同一个文件中可见
protected  // 同一个文件中或子类可见
public     // 所有调用的地方都可见
internal   // 同一个模块中可见

三、抽象类

抽象是面向对象编程的特征之一,类本身,或类中的部分成员,都可以声明为abstract的。抽象成员在类中不存在具体的实现。
注意:无需对抽象类或抽象成员标注open注解。

open class Base {
    open fun f() {}
}

abstract class Derived : Base() {
    override abstract fun f()
}

四、嵌套类

我们可以把类嵌套在其他类中,看以下实例:

class Outer {                  // 外部类
    private val bar: Int = 1
    class Nested {             // 嵌套类
        fun foo() = 2
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val demo = Outer.Nested().foo() // 调用格式:外部类.嵌套类.嵌套类方法/属性
    println(demo)    // == 2
}

kotlin 嵌套类相当于 java 的静态内部类(有static );
kotlin 内部类则对应于 java 的非静态内部类(无 static)

五、内部类

内部类使用 inner 关键字来表示。
内部类会带有一个对外部类的对象的引用,所以内部类可以访问外部类成员属性和成员函数。

class Outer {
    private val bar: Int = 1
    var v = "成员属性"
    /**嵌套内部类**/
    inner class Inner {
        fun foo() = bar  // 访问外部类成员
        fun innerTest() {
            var o = this@Outer //获取外部类的成员变量
            println("内部类可以引用外部类的成员,例如:" + o.v)
        }
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val demo = Outer().Inner().foo()
    println(demo) //   1
    val demo2 = Outer().Inner().innerTest()   
    println(demo2)   // 内部类可以引用外部类的成员,例如:成员属性
}

为了消除歧义,要访问来自外部作用域的 this,我们使用this@label,其中 @label 是一个 代指 this 来源的标签。

六、匿名内部类

kotlin 中:用对象表达式取代了匿名内部类;
对象表达式用 object : 开头,后面是要实现/继承的父类/父接口。如果没有父类/父接口,则只需要 object 即可:

var myobject = object {
    init {
        println("init called")
    }
    //实现方法
}

//如果它需要实现多个接口或父类,用逗号分隔
var myobject = object: MyInterface, MyAbstractClass() {
    override fun print(i: Int) {
        println("i = $i")
    }
}
class Test {
    var v = "成员属性"

    fun setInterFace(test: TestInterFace) {
        test.test()
    }
}

/**
 * 定义接口
 */
interface TestInterFace {
    fun test()
}

fun main(args: Array<String>) {
    var test = Test()

    /**
     * 采用对象表达式来创建接口对象,即匿名内部类的实例。
     */
    test.setInterFace(object : TestInterFace {
        override fun test() {
            println("对象表达式创建匿名内部类的实例")
        }
    })
}
对象表达式 vs lambda 表达式

在 kotlin 中,如果对象表达式实现的是一个函数式接口(该接口只有一个抽象方法),我们可以将它转换成 lambda 表达式。

 fun setInterFace(test: TestInterFace) {
        test.test()
}

 fun setInterFace{
        test.test()
}

七、数据类

Kotlin 可以创建一个只包含数据的类,关键字为 data:

data class User(val name: String, val age: Int)

编译器会自动的从主构造函数中根据所有声明的属性提取以下函数:

equals() / hashCode()
toString() 格式如 "User(name=John, age=42)"
componentN() functions 对应于属性,按声明顺序排列
copy() 函数

如果这些函数在类中已经被明确定义了,或者从超类中继承而来,就不再会生成。
为了保证生成代码的一致性以及有意义,数据类需要满足以下条件:

  • 主构造函数至少包含一个参数。
  • 所有的主构造函数的参数必须标识为val 或者 var ;
  • 数据类不可以声明为 abstract, open, sealed 或者 inner;
  • 数据类不能继承其他类 (但是可以实现接口)。
标准数据类

标准库提供了 Pair 和 Triple 。在大多数情形中,命名数据类是更好的设计选择,因为这样代码可读性更强而且提供了有意义的名字和属性。

八、密封类

密封类用来表示受限的类继承结构:当一个值为有限几种的类型, 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。
声明一个密封类,使用 sealed 修饰类,密封类可以有子类,但是所有的子类都必须要内嵌在密封类中。
sealed 不能修饰 interface ,abstract class(会报 warning,但是不会出现编译错误)

sealed class Expr
data class Const(val number: Double) : Expr()
data class Sum(val e1: Expr, val e2: Expr) : Expr()
object NotANumber : Expr()

fun eval(expr: Expr): Double = when (expr) {
    is Const -> expr.number
    is Sum -> eval(expr.e1) + eval(expr.e2)
    NotANumber -> Double.NaN
}

使用密封类的关键好处在于使用 when 表达式 的时候,如果能够 验证语句覆盖了所有情况,就不需要为该语句再添加一个 else 子句了。

九、枚举类

枚举类最基本的用法是实现一个类型安全的枚举。
枚举常量用逗号分隔,每个枚举常量都是一个对象。

enum class Color{
    RED,BLACK,BLUE,GREEN,WHITE
}

枚举还支持以声明自己的匿名类及相应的方法、以及覆盖基类的方法。

enum class ProtocolState {
    WAITING {
        override fun signal() = TALKING
    },

    TALKING {
        override fun signal() = WAITING
    };

    abstract fun signal(): ProtocolState
}

使用枚举常量
Kotlin 中的枚举类具有合成方法,允许遍历定义的枚举常量,并通过其名称获取枚举常数。

EnumClass.valueOf(value: String): EnumClass  // 转换指定 name 为枚举值,若未匹配成功,会抛出IllegalArgumentException
EnumClass.values(): Array<EnumClass>        // 以数组的形式,返回枚举值

获取枚举相关信息:

val name: String //获取枚举名称
val ordinal: Int //获取枚举值在所有枚举数组中定义的顺序
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