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反射

反射是这样的一组语言和库功能,它允许在运行时自省你的程序的结构。 Kotlin 让语言中的函数和属性做为一等公民、并对其自省(即在运行时获悉一个名称或者一个属性或函数的类型)与简单地使用函数式或响应式风格紧密相关。

在 Java 平台上,使用反射功能所需的运行时组件作为单独的 JAR 文件(kotlin-reflect.jar)分发。这样做是为了减少不使用反射功能的应用程序所需的运行时库的大小。如果你需要使用反射,请确保该 .jar文件添加到项目的 classpath 中。

类引用

最基本的反射功能是获取 Kotlin 类的运行时引用。要获取对静态已知的 Kotlin 类的引用,可以使用 类字面值 语法:

val c = MyClass::class

该引用是 KClass 类型的值。

请注意,Kotlin 类引用与 Java 类引用不同。要获得 Java 类引用, 请在 KClass 实例上使用 .java 属性。

绑定的类引用(自 1.1 起)

通过使用对象作为接收者,可以用相同的 ::class 语法获取指定对象的类的引用:

val widget: Widget = ……
assert(widget is GoodWidget) { "Bad widget: ${widget::class.qualifiedName}" }

你可以获取对象的精确类的引用,例如 GoodWidgetBadWidget,尽管接收者表达式的类型是 Widget

可调用引用

函数、属性以及构造函数的引用,除了作为自省程序结构外, 还可以用于调用或者用作函数类型的实例。

所有可调用引用的公共超类型是 KCallable<out R>, 其中 R 是返回值类型,对于属性是属性类型,对于构造函数是所构造类型。

函数引用

当我们有一个命名函数声明如下:

fun isOdd(x: Int) = x % 2 != 0

我们可以很容易地直接调用它(isOdd(5)),但是我们也可以将其作为一个函数类型的值,例如将其传给另一个函数。为此,我们使用 :: 操作符:

fun isOdd(x: Int) = x % 2 != 0

fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(1, 2, 3)
    println(numbers.filter(::isOdd))
//sampleEnd
}

这里 ::isOdd 是函数类型 (Int) -> Boolean 的一个值。

函数引用属于 KFunction<out R> 的子类型之一,取决于参数个数,例如 KFunction3<T1, T2, T3, R>

当上下文中已知函数期望的类型时,:: 可以用于重载函数。 例如:

fun main() {
    //sampleStart
    fun isOdd(x: Int) = x % 2 != 0
    fun isOdd(s: String) = s == "brillig" || s == "slithy" || s == "tove"
    
    val numbers = listOf(1, 2, 3)
    println(numbers.filter(::isOdd)) // 引用到 isOdd(x: Int)
    //sampleEnd
}

或者,你可以通过将方法引用存储在具有显式指定类型的变量中来提供必要的上下文:

val predicate: (String) -> Boolean = ::isOdd   // 引用到 isOdd(x: String)

如果我们需要使用类的成员函数或扩展函数,它需要是限定的,例如 String::toCharArray

请注意,即使以扩展函数的引用初始化一个变量,其推断出的函数类型也会没有接收者(它会有一个接受接收者对象的额外参数)。如需改为带有接收者的函数类型,请明确指定其类型:

val isEmptyStringList: List<String>.() -> Boolean = List::isEmpty 

示例:函数组合

考虑以下函数:

fun <A, B, C> compose(f: (B) -> C, g: (A) -> B): (A) -> C {
    return { x -> f(g(x)) }
}

它返回一个传给它的两个函数的组合:compose(f, g) = f(g(*))。 现在,你可以将其应用于可调用引用:

fun <A, B, C> compose(f: (B) -> C, g: (A) -> B): (A) -> C {
    return { x -> f(g(x)) }
}

fun isOdd(x: Int) = x % 2 != 0

fun main() {
//sampleStart
    fun length(s: String) = s.length
    
    val oddLength = compose(::isOdd, ::length)
    val strings = listOf("a", "ab", "abc")
    
    println(strings.filter(oddLength))
//sampleEnd
}

属性引用

要把属性作为 Kotlin中 的一等对象来访问,我们也可以使用 :: 运算符:

val x = 1

fun main() {
    println(::x.get())
    println(::x.name) 
}

表达式 ::x 求值为 KProperty<Int> 类型的属性对象,它允许我们使用 get() 读取它的值,或者使用 name 属性来获取属性名。更多信息请参见关于 KProperty 类的文档

对于可变属性,例如 var y = 1::y 返回 KMutableProperty<Int> 类型的一个值, 该类型有一个 set() 方法。

var y = 1

fun main() {
    ::y.set(2)
    println(y)
}

属性引用可以用在不需要参数的函数处:

fun main() {
//sampleStart
    val strs = listOf("a", "bc", "def")
    println(strs.map(String::length))
//sampleEnd
}

要访问属于类的成员的属性,我们这样限定它:

fun main() {
//sampleStart
    class A(val p: Int)
    val prop = A::p
    println(prop.get(A(1)))
//sampleEnd
}

对于扩展属性:

val String.lastChar: Char
    get() = this[length - 1]

fun main() {
    println(String::lastChar.get("abc"))
}

与 Java 反射的互操作性

在Java平台上,标准库包含反射类的扩展,它提供了与 Java 反射对象之间映射(参见 kotlin.reflect.jvm 包)。 例如,要查找一个用作 Kotlin 属性 getter 的 幕后字段或 Java方法,可以这样写:

import kotlin.reflect.jvm.*

class A(val p: Int)

fun main() {
    println(A::p.javaGetter) // 输出 "public final int A.getP()"
    println(A::p.javaField)  // 输出 "private final int A.p"
}

要获得对应于 Java 类的 Kotlin 类,请使用 .kotlin 扩展属性:

fun getKClass(o: Any): KClass<Any> = o.javaClass.kotlin

构造函数引用

构造函数可以像方法和属性那样引用。他们可以用于期待这样的函数类型对象的任何地方:它与该构造函数接受相同参数并且返回相应类型的对象。 通过使用 :: 操作符并添加类名来引用构造函数。考虑下面的函数, 它期待一个无参并返回 Foo 类型的函数参数:

class Foo

fun function(factory: () -> Foo) {
    val x: Foo = factory()
}

使用 ::Foo,类 Foo 的零参数构造函数,我们可以这样简单地调用它:

function(::Foo)

构造函数的可调用引用的类型也是 KFunction<out R> 的子类型之一 ,取决于其参数个数。

绑定的函数与属性引用(自 1.1 起)

你可以引用特定对象的实例方法:

fun main() {
//sampleStart
    val numberRegex = "\\d+".toRegex()
    println(numberRegex.matches("29"))
     
    val isNumber = numberRegex::matches
    println(isNumber("29"))
//sampleEnd
}

取代直接调用方法 matches 的是我们存储其引用。 这样的引用会绑定到其接收者上。 它可以直接调用(如上例所示)或者用于任何期待一个函数类型表达式的时候:

fun main() {
//sampleStart
    val numberRegex = "\\d+".toRegex()
    val strings = listOf("abc", "124", "a70")
    println(strings.filter(numberRegex::matches))
//sampleEnd
}

比较绑定的类型和相应的未绑定类型的引用。 绑定的可调用引用有其接收者“附加”到其上,因此接收者的类型不再是参数:

val isNumber: (CharSequence) -> Boolean = numberRegex::matches

val matches: (Regex, CharSequence) -> Boolean = Regex::matches

属性引用也可以绑定:

fun main() {
//sampleStart
    val prop = "abc"::length
    println(prop.get())
//sampleEnd
}

自 Kotlin 1.2 起,无需显式指定 this 作为接收者:this::foo::foo 是等价的。

绑定的构造函数引用

inner的构造函数的绑定的可调用引用可通过提供外部类的实例来获得:

class Outer {
    inner class Inner
}

val o = Outer()
val boundInnerCtor = o::Inner