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
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
}