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类和继承

Kotlin 中使用关键字 class 声明类

class Invoice {
}

类声明由类名、类头(指定其类型参数、主构造函数等)以及由花括号包围的类体构成。类头与类体都是可选的; 如果一个类没有类体,可以省略花括号。

class Empty

构造函数

在 Kotlin 中的一个类可以有一个主构造函数和一个或多个次构造函数。主构造函数是类头的一部分:它跟在类名(和可选的类型参数)后。

class Person constructor(firstName: String) {
}

如果主构造函数没有任何注解或者可见性修饰符,可以省略这个 constructor 关键字。

class Person(firstName: String) {
}

主构造函数不能包含任何的代码。初始化的代码可以放到以 init 关键字作为前缀的初始化块(initializer blocks)中。

在实例初始化期间,初始化块按照它们出现在类体中的顺序执行,与属性初始化器交织在一起:

//sampleStart
class InitOrderDemo(name: String) {
    val firstProperty = "First property: $name".also(::println)
    
    init {
        println("First initializer block that prints ${name}")
    }
    
    val secondProperty = "Second property: ${name.length}".also(::println)
    
    init {
        println("Second initializer block that prints ${name.length}")
    }
}
//sampleEnd

fun main(args: Array<String>) {
    InitOrderDemo("hello")
}

请注意,主构造的参数可以在初始化块中使用。它们也可以在类体内声明的属性初始化器中使用:

class Customer(name: String) {
    val customerKey = name.toUpperCase()
}

事实上,声明属性以及从主构造函数初始化属性,Kotlin 有简洁的语法:

class Person(val firstName: String, val lastName: String, var age: Int) {
    // ……
}

与普通属性一样,主构造函数中声明的属性可以是可变的(var)或只读的(val)。

如果构造函数有注解或可见性修饰符,这个 constructor 关键字是必需的,并且这些修饰符在它前面:

class Customer public @Inject constructor(name: String) { …… }

更多详情,参见可见性修饰符

次构造函数

类也可以声明前缀有 constructor次构造函数

class Person {
    constructor(parent: Person) {
        parent.children.add(this)
    }
}

如果类有一个主构造函数,每个次构造函数需要委托给主构造函数, 可以直接委托或者通过别的次构造函数间接委托。委托到同一个类的另一个构造函数this 关键字即可:

class Person(val name: String) {
    constructor(name: String, parent: Person) : this(name) {
        parent.children.add(this)
    }
}

请注意,初始化块中的代码实际上会成为主构造函数的一部分。委托给主构造函数会作为次构造函数的第一条语句,因此所有初始化块中的代码都会在次构造函数体之前执行。即使该类没有主构造函数,这种委托仍会隐式发生,并且仍会执行初始化块:

//sampleStart
class Constructors {
    init {
        println("Init block")
    }

    constructor(i: Int) {
        println("Constructor")
    }
}
//sampleEnd

fun main(args: Array<String>) {
    Constructors(1)
}

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:

class DontCreateMe private constructor () {
}

注意: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。这使得 Kotlin 更易于使用像 Jackson 或者 JPA 这样的通过无参构造函数创建类的实例的库。

class Customer(val customerName: String = "")

创建类的实例

要创建一个类的实例,我们就像普通函数一样调用构造函数:

val invoice = Invoice()

val customer = Customer("Joe Smith")

注意 Kotlin 并没有 new 关键字。

创建嵌套类、内部类和匿名内部类的类实例在嵌套类中有述。

类成员

类可以包含:

继承

在 Kotlin 中所有类都有一个共同的超类 Any,这对于没有超类型声明的类是默认超类:

class Example // 从 Any 隐式继承

注意:Any 并不是 java.lang.Object;尤其是,它除了 equals()hashCode()toString()外没有任何成员。 更多细节请查阅Java互操作性部分。

要声明一个显式的超类型,我们把类型放到类头的冒号之后:

open class Base(p: Int)

class Derived(p: Int) : Base(p)

类上的 open 标注与 Java 中 final 相反,它允许其他类从这个类继承。默认情况下,在 Kotlin 中所有的类都是 final, 对应于《Effective Java》第三版书中的第 19 条:要么为继承而设计,并提供文档说明,要么就禁止继承

如果派生类有一个主构造函数,其基类型可以(并且必须) 用基类的主构造函数参数就地初始化。

如果类没有主构造函数,那么每个次构造函数必须使用 super 关键字初始化其基类型,或委托给另一个构造函数做到这一点。 注意,在这种情况下,不同的次构造函数可以调用基类型的不同的构造函数:

class MyView : View {
    constructor(ctx: Context) : super(ctx)

    constructor(ctx: Context, attrs: AttributeSet) : super(ctx, attrs)
}

覆盖方法

我们之前提到过,Kotlin 力求清晰显式。与 Java 不同,Kotlin 需要显式标注可覆盖的成员(我们称之为开放)和覆盖后的成员:

open class Base {
    open fun v() {}
    fun nv() {}
}
class Derived() : Base() {
    override fun v() {}
}

Derived.v() 函数上必须加上 override标注。如果没写,编译器将会报错。 如果函数没有标注 openBase.nv(),则子类中不允许定义相同签名的函数, 不论加不加 override。在一个 final 类中(没有用 open 标注的类),开放成员是禁止的。

标记为 override 的成员本身是开放的,也就是说,它可以在子类中覆盖。如果你想禁止再次覆盖,使用 final 关键字:

open class AnotherDerived() : Base() {
    final override fun v() {}
}

覆盖属性

属性覆盖与方法覆盖类似;在超类中声明然后在派生类中重新声明的属性必须以 override 开头,并且它们必须具有兼容的类型。每个声明的属性可以由具有初始化器的属性或者具有 getter 方法的属性覆盖。

open class Foo {
    open val x: Int get() { …… }
}

class Bar1 : Foo() {
    override val x: Int = ……
}

你也可以用一个 var 属性覆盖一个 val 属性,但反之则不行。这是允许的,因为一个 val 属性本质上声明了一个 getter 方法,而将其覆盖为 var 只是在子类中额外声明一个 setter 方法。

请注意,你可以在主构造函数中使用 override 关键字作为属性声明的一部分。

interface Foo {
    val count: Int
}

class Bar1(override val count: Int) : Foo

class Bar2 : Foo {
    override var count: Int = 0
}

派生类初始化顺序

在构造派生类的新实例的过程中,第一步完成其基类的初始化(在之前只有对基类构造函数参数的求值),因此发生在派生类的初始化逻辑运行之前。

//sampleStart
open class Base(val name: String) {

    init { println("Initializing Base") }

    open val size: Int = 
        name.length.also { println("Initializing size in Base: $it") }
}

class Derived(
    name: String,
    val lastName: String
) : Base(name.capitalize().also { println("Argument for Base: $it") }) {

    init { println("Initializing Derived") }

    override val size: Int =
        (super.size + lastName.length).also { println("Initializing size in Derived: $it") }
}
//sampleEnd

fun main(args: Array<String>) {
    println("Constructing Derived(\"hello\", \"world\")")
    val d = Derived("hello", "world")
}

这意味着,基类构造函数执行时,派生类中声明或覆盖的属性都还没有初始化。如果在基类初始化逻辑中(直接或通过另一个覆盖的 open 成员的实现间接)使用了任何一个这种属性,那么都可能导致不正确的行为或运行时故障。设计一个基类时,应该避免在构造函数、属性初始化器以及 init 块中使用 open 成员。

调用超类实现

派生类中的代码可以使用 super 关键字调用其超类的函数与属性访问器的实现:

open class Foo {
    open fun f() { println("Foo.f()") }
    open val x: Int get() = 1
}

class Bar : Foo() {
    override fun f() { 
        super.f()
        println("Bar.f()") 
    }
    
    override val x: Int get() = super.x + 1
}

在一个内部类中访问外部类的超类,可以通过由外部类名限定的 super 关键字来实现:[email protected]

class Bar : Foo() {
    override fun f() { /* …… */ }
    override val x: Int get() = 0
    
    inner class Baz {
        fun g() {
            [email protected]() // 调用 Foo 实现的 f()
            println([email protected]) // 使用 Foo 实现的 x 的 getter
        }
    }
}

覆盖规则

在 Kotlin 中,实现继承由下述规则规定:如果一个类从它的直接超类继承相同成员的多个实现, 它必须覆盖这个成员并提供其自己的实现(也许用继承来的其中之一)。 为了表示采用从哪个超类型继承的实现,我们使用由尖括号中超类型名限定的 super,如 super<Base>

open class A {
    open fun f() { print("A") }
    fun a() { print("a") }
}

interface B {
    fun f() { print("B") } // 接口成员默认就是“open”的
    fun b() { print("b") }
}

class C() : A(), B {
    // 编译器要求覆盖 f():
    override fun f() {
        super<A>.f() // 调用 A.f()
        super<B>.f() // 调用 B.f()
  }
}

同时继承 AB 没问题,并且 a()b() 也没问题因为 C 只继承了每个函数的一个实现。 但是 f()C 继承了两个实现,所以我们必须C 中覆盖 f() 并且提供我们自己的实现来消除歧义。

抽象类

类和其中的某些成员可以声明为 abstract。 抽象成员在本类中可以不用实现。 需要注意的是,我们并不需要用 open 标注一个抽象类或者函数——因为这不言而喻。

我们可以用一个抽象成员覆盖一个非抽象的开放成员

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

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

伴生对象

与 Java 或 C# 不同,在 Kotlin 中类没有静态方法。在大多数情况下,它建议简单地使用包级函数。

如果你需要写一个可以无需用一个类的实例来调用、但需要访问类内部的函数(例如,工厂方法),你可以把它写成该类内对象声明中的一员。

更具体地讲,如果在你的类内声明了一个伴生对象, 你就可以使用像在 Java/C# 中调用静态方法相同的语法来调用其成员,只使用类名作为限定符。