Kotlin征途（五）：Kotlin类和对象

本文将伴随大家进入Kotlin语言的正式学习生涯中，希望大家不要半途而废哦！笔者将Kotlin用于Android开发中，因此将从Android开发的视角叙述相关内容，同时将与Java语言有所联系。

1. 类定义

接触过Java的同学可以很轻松的掌握类的定义。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：

class SomeThing {  // 类名为 SomeThing
    // 大括号内是类体构成
}

我们也可以定义一个空类：

class Empty

可以在类中定义成员函数：

class SomeThing() {
    fun foo() { print("Foo") } // 成员函数
}

2. 类的属性

2.1 属性定义

类的属性可以用关键字var声明为可变的，或关键字val声明为不可变。

class SomeThing {
    var name: String = "name"
    val type: String = "type"

    name = "new name"  // 正常使用，重新赋值
    type = "new type"    // 报错，type用val声明，不可变，不可重新赋值
}

我们可以像使用普通函数那样使用构造函数创建类实例：

val thing = SomeThing() // Kotlin 中没有 new 关键字

要使用一个属性，只要用名称引用它即可

thing.name           // 使用 . 号来引用
thing.type

Koltin 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) {}

如果主构造器没有任何注解，也没有任何可见度修饰符，那么constructor关键字可以省略。

class Person(firstName: String) {
}

2.2 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。

var allByDefault: Int? // 错误: 需要一个初始化语句, 默认实现了 getter 和 setter 方法
var initialized = 1    // 类型为 Int, 默认实现了 getter 和 setter
val simple: Int?       // 类型为 Int ，默认实现 getter ，但必须在构造函数中初始化
val inferredType = 1   // 类型为 Int 类型,默认实现 getter

以下实例定义了一个 Person 类，包含两个可变变量lastName和no，lastName修改了getter方法，no修改了setter方法。

class Person {

    var lastName: String = "zhang"
        get() = field.toUpperCase()   // 变量取值时先转换为大写
        set

    var no: 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
            }
        }

    var heiht: Float = 145.4f
        private set
}

// 测试
fun main(args: Array<String>) {
    var person: Person = Person()

    person.lastName = "wang"

    println("lastName:${person.lastName}")

    person.no = 9
    println("no:${person.no}")

    person.no = 20
    println("no:${person.no}")

}

输出结果为：

lastName:WANG
no:9
no:-1

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，如以上实例：

var no: 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
        }
    }

在getter/setter方法中，要使用该属性的值必须使用field关键字，若直接使用属性名将导致getter/setter方法被调用。

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：

public class MyTest {
    lateinit var subject: TestSubject

    @SetUp fun setup() {
        subject = TestSubject()
    }

    @Test fun test() {
        subject.method()  // dereference directly
    }
}

3. 主构造器

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。

class Person constructor(firstName: String) {
    init {
        println("FirstName is $firstName")
    }
}

注意：主构造器的参数可以在初始化代码段中使用，也可以在类主体定义的属性初始化代码中使用。 一种简洁语法，可以通过主构造器来定义属性并初始化属性值（可以是var或val）：

class People(val firstName: String, val lastName: String) {
    //...
}

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。

实例。创建一个SomeThing类，并通过构造函数传入名称：

class SomeThing constructor(name: String) {  // 类名为 SomeThing
    // 大括号内是类体构成
    var type: String = "BigThing"
    var name = name

    init {
        println("初始化名字: ${name}")
    }

    fun printTest() {
        println("我是类的函数")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val thing =  SomeThing("好大一个东西")
    println(thing.name)
    println(thing.type)
    thing.printTest()
}

输出结果为：

初始化名字: 好大一个东西
好大一个东西
BigThing
我是类的函数

4. 次构造函数

类也可以有二级构造函数，需要加前缀constructor:

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

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：

class Person(val name: String) {
    constructor (name: String, age:Int) : this(name) {
        // 初始化...
    }
}

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 DontCreateMe private constructor () {
}

注意：在 JVM 虚拟机中，如果主构造函数的所有参数都有默认值，编译器会生成一个附加的无参的构造函数，这个构造函数会直接使用默认值。这使得 Kotlin 可以更简单的使用像 Jackson 或者 JPA 这样使用无参构造函数来创建类实例的库。

class Customer(val customerName: String = "")

5. 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()
}

6. 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
}

嵌套类相当于Java中的静态内部类，在其他类中构建Outer的嵌套类使用方式如下：

var demo = Outter.Nested()// 嵌套类，Outter后边没有括号

7. 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。

内部类与Java中的内部类基本一致，在其他类中构建Outer的内部类使用方式如下：

var demo = Outter().Inner();// 内部类，Outter后边有括号

8. 匿名内部类

使用对象表达式来创建匿名内部类，必须使用object关键字：

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")
        }
    })
}

9. 类的修饰符

类的修饰符包括classModifier和accessModifier两大类:

// 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

实例

// 文件名：example.kt
package foo

private fun foo() {} // 在 example.kt 内可见

public var bar: Int = 5 // 该属性随处可见

internal val baz = 6    // 相同模块内可见