类和继承

类

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）和由大括号包围的类体构成。类头和类体都是可选的；如果这个类没有类体，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) {
}

如果这个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) {
}

这个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：

class Customer(name: String) {
    init {
        logger.info("Customer initialized with value ${name}")
    }
}

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** 的次构造函数**：

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用 this 关键字即可：

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

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。

Creating instances of nested, inner and anonymous inner classes is described in Nested classes.

类成员

类可以包含

构造函数和初始化块
函数
属性
嵌套类和内部类
对象声明

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

Any 不是 java.lang.Object；尤其是，它除了 equals()、hashCode()和toString()外没有任何成员。更多细节请查阅Java互通性部分。

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)

如果该类有一个主构造函数，其基类型可以（并且必须）用（基类型的）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{：.keyword} 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) {
    }
}

类上的 open{：.keyword} 标注与 Java 中 final{：.keyword} 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书中的第 17 条：要么为继承而设计，并提供文档说明，要么就禁止继承。

覆盖成员

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 open 如 Base.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{：.keyword} 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{：.keyword} 关键字：

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

Overriding properties works in a similar way to overriding methods. Note that you can use the override keyword as part of the property declaration in a primary constructor:

open class Foo {
    open val x: Int get { ... }
}

class Bar1(override val x: Int) : Foo() {

}

You can also override a val property with a var property, but not vice versa. This is allowed because a val property essentially declares a getter method, and overriding it as a var additionally declares a setter method in the derived class.

等等！这样我怎么hack我的库？

我们这样设计继承和覆盖的方式(类和成员默认final)，会让人很难继承第三方的类，因此很难进行hack。

我们认为这不是一个劣势，原因如下：

最佳实践已经表明不应该使用这些hacks
其他的有类似机制的语言（C++、C#）已经证明是成功的
如果人们实在想 hack，仍然有办法：你总可以使用 Java 进行 hack 再用 Kotlin 调用它（参见Java 互操作），另外切面（Aspect）框架就是以此为目的的。

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 A 和 B 没问题，并且 a() 和 b() 也没问题因为 C 只继承了每个函数的一个实现。但是 f() 由 C 继承了两个实现，所以我们必须在 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{：.keyword}。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。

密封类

密封类用来表示受限的类层次结构：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。

要声明一个密封类，需要在类名前面添加 sealed 修饰符。虽然密封类也可以有子类，但是所以子类声明都必须嵌套在这个密封类声明内部。

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

值得注意的是一个密封类的子类的继承者（间接继承）可以在任何地方声明，不一定要在这个密封类声明内部。

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。

fun eval(expr: Expr): Double = when(expr) {
    is Expr.Const -> expr.number
    is Expr.Sum -> eval(expr.e1) + eval(expr.e2)
    Expr.NotANumber -> Double.NaN
    // 不再需要 else 语句，因为我们已经覆盖了所有的情况
}