Kotlin 能夠擴(kuò)展一個(gè)類的新功能而無需繼承該類或者使用像裝飾者這樣的設(shè)計(jì)模式。 這通過叫做 擴(kuò)展 的特殊聲明完成。 例如，你可以為一個(gè)你不能修改的、來自第三方庫中的類編寫一個(gè)新的函數(shù)。 這個(gè)新增的函數(shù)就像那個(gè)原始類本來就有的函數(shù)一樣，可以用普通的方法調(diào)用。 這種機(jī)制稱為 擴(kuò)展函數(shù) 。此外，也有 擴(kuò)展屬性 ， 允許你為一個(gè)已經(jīng)存在的類添加新的屬性。

前言

作為安卓開發(fā)，我們常常碰到這樣的場(chǎng)景，需要把以dp為單位的值轉(zhuǎn)化為以px為單位。這時(shí)候我們常會(huì)寫一個(gè)Utils類，比如說

public class Utils {

 public static float dp2px(int dpValue) {
  return (0.5f + dpValue * Resources.getSystem().getDisplayMetrics().density);
 }
}

在代碼中直接調(diào)用 Utils.dp2px(100) 來使用，

val dp2px = Utils.dp2px(100)

如果用kotlin擴(kuò)展函數(shù)的方式來實(shí)現(xiàn)，會(huì)是怎么調(diào)用呢？

val dp2px = 100.dp2px()

是不是很驚訝，100作為一個(gè)Int，竟然直接調(diào)用了一個(gè)dp2px方法，如果你去源碼里找找，其實(shí)是沒有個(gè)方法的。我們沒有動(dòng)源碼，而是使用拓展函數(shù)的方式為Int增加了一個(gè)方法。

fun Int.dp2px(): Float {
 return (0.5f + this * Resources.getSystem().displayMetrics.density)
}

擴(kuò)展函數(shù)

我們?cè)賮砼e個(gè)🌰，有一個(gè)Person類如下

class Person(val name: String) {

 fun eat() {
  Log.i(name, "I'm going to eat")
 }

 fun sleep() {
  Log.i(name, "I'm going to sleep")
 }

}

它有兩個(gè)方法，一個(gè)是 eat 、一個(gè)是 sleep，調(diào)用的話就分別打印相應(yīng)的Log。我們現(xiàn)在不想動(dòng)Person類，但是又想給他增加一個(gè)新的方法，怎么做呢。我們可以新建一個(gè)文件 PersonExtensions.kt，再通過一下代碼實(shí)現(xiàn)，就可以為 Person類新增一個(gè) drink 方法啦。

fun Person.drink() {
 Log.i("Person", "${this.name}: I'm going to drink")
}

聲明一個(gè)擴(kuò)展函數(shù)，我們需要用一個(gè) 接收者類型 也就是被擴(kuò)展的類型來作為他的前綴。上面我們就是以 Person 作為一個(gè)擴(kuò)展函數(shù)的接收類型，為其拓展來 drink 方法。我們?cè)谄浞椒ㄖ姓{(diào)用了 this ，這個(gè) this 指的就是調(diào)用這個(gè)拓展方法的當(dāng)前 Person 對(duì)象。

擴(kuò)展函數(shù)調(diào)用的話也和普通的方法相同。但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)IDE顯示的方法顏色有點(diǎn)不一樣。

由此也可以看出普通的方法和我們的拓展函數(shù)是不同的。下面我們來看看擴(kuò)展函數(shù)的實(shí)際實(shí)現(xiàn)。

在 Android Studio 中，我們可以查看 kotlin 文件的字節(jié)碼，然后再 Decompile 為 Java 代碼。上面我們?yōu)?Person 擴(kuò)展函數(shù)轉(zhuǎn)為Java代碼后如下。

@Metadata(
 mv = {1, 1, 15},
 bv = {1, 0, 3},
 k = 2,
 d1 = {"\u0000\f\n\u0000\n\u0002\u0010\u0002\n\u0002\u0018\u0002\n\u0000\u001a\n\u0010\u0000\u001a\u00020\u0001*\u00020\u0002¨\u0006\u0003"},
 d2 = {"cook", "", "Lcom/chaochaowu/kotlinextension/Person;", "app_debug"}
)
public final class PersonExtensionsKt {
 public static final void cook(@NotNull Person $this$cook) {
  Intrinsics.checkParameterIsNotNull($this$cook, "$this$cook");
  Log.i("Person", $this$cook.getName() + ": I'm going to cook");
 }
}

妹想到啊，它原來是一個(gè) static final 聲明的靜態(tài)方法，它的入?yún)⑹且粋€(gè) Person 類型，也就是我們之前的接收類型。那在Java代碼中能不呢調(diào)用呢？

PersonExtensionsKt.cook(new Person("Bob"));

竟然也沒有報(bào)錯(cuò)！由此可見，所謂擴(kuò)展函數(shù)并不是真正的在類中增加了一個(gè)方法，而是通過外部文件的靜態(tài)方法來實(shí)現(xiàn)，其實(shí)就是和Utils類一個(gè)道理。

因?yàn)閷⒁粋€(gè) Person 作為入?yún)魅肓朔椒ㄖ?，所以我們也就可以在方法?nèi)對(duì)這個(gè) Person 對(duì)象進(jìn)行操作，這也就是在擴(kuò)展方法中我們可以使用 this 來訪問 Person 屬性的原因。

再來看一個(gè)特殊的例子。

val s: String? = null
s.isNullOrEmpty()

上面的代碼中，s的值為null，我們用null去調(diào)用了一個(gè)方法，這會(huì)不會(huì)報(bào)錯(cuò)呢？按照以前的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)null去調(diào)用一個(gè)方法，必然會(huì)報(bào)空指針的異常，但是上面的代碼卻是不會(huì)崩的。為什么哩？

其實(shí) isNullOrEmpty 是 CharSequence? 的一個(gè)擴(kuò)展方法，我們可以看一下它的源碼。

@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun CharSequence?.isNullOrEmpty(): Boolean {
 contract {
  returns(false) implies (this@isNullOrEmpty != null)
 }

 return this == null || this.length == 0
}

contract這個(gè)契約方法這邊我們不需要注意，不影響。主要是看 return this == null || this.length == 0 這句話。它先是判斷了 this 是否為空，然后再判斷this 的長(zhǎng)度。根據(jù)我們上面講的擴(kuò)展函數(shù)的本質(zhì)，我們可以很好的理解，為什么null可以調(diào)用這個(gè)方法的原因。因?yàn)樯厦娴拇a轉(zhuǎn)為 Java 代碼后是這樣子的。

 public static final boolean isNullOrEmpty(@Nullable CharSequence $this$isNullOrEmpty) {
  int $i$f$isNullOrEmpty = 0;
  return $this$isNullOrEmpty == null || $this$isNullOrEmpty.length() == 0;
 }

我們?cè)谟胣ull調(diào)用這個(gè)擴(kuò)展方法時(shí)，其實(shí)是將null作為一個(gè)參數(shù)傳入這個(gè)方法中，先判斷參數(shù)是否為null，再進(jìn)行下一步判斷，這當(dāng)然不會(huì)崩潰。

擴(kuò)展不能真正的修改他們所擴(kuò)展的類。通過定義一個(gè)擴(kuò)展，你并沒有在一個(gè)類中插入新成員， 僅僅是可以通過該類型的變量用點(diǎn)表達(dá)式去調(diào)用這個(gè)新函數(shù)，并將自身作為參數(shù)傳入。

擴(kuò)展屬性

擴(kuò)展屬性和擴(kuò)展函數(shù)類似，再舉上面Person 的例子，我們對(duì) Person 類稍作修改，為其增加 birthdayYear 字段，表示其出生的年份。

class Person(val name: String, val birthdayYear: Int) {

 fun eat() {
  Log.i(name, "I'm going to eat")
 }

 fun sleep() {
  Log.i(name, "I'm going to sleep")
 }

}

我們現(xiàn)在要為 Person 增加年齡 age 的屬性，但是不改 Person 類，怎么實(shí)現(xiàn)呢。和擴(kuò)展函數(shù)一樣，在其他文件中聲明如下。

const val currentYear = 2019

val Person.age: Int
 get() = currentYear - this.birthdayYear

我們通過當(dāng)前年份減去生日年份計(jì)算出 Person 的年齡?？梢钥吹?，age 是一個(gè)屬性，而不是方法。這樣我們就為 Person 增加了一個(gè)擴(kuò)展屬性?？梢钥纯此D(zhuǎn)化為 Java 代碼后的樣子，和擴(kuò)展函數(shù)沒啥區(qū)別。

@Metadata(
 mv = {1, 1, 15},
 bv = {1, 0, 3},
 k = 2,
 d1 = {"\u0000\u0010\n\u0000\n\u0002\u0010\b\n\u0000\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\b\u0003\"\u000e\u0010\u0000\u001a\u00020\u0001X\u0086T¢\u0006\u0002\n\u0000\"\u0015\u0010\u0002\u001a\u00020\u0001*\u00020\u00038F¢\u0006\u0006\u001a\u0004\b\u0004\u0010\u0005¨\u0006\u0006"},
 d2 = {"currentYear", "", "age", "Lcom/chaochaowu/kotlinextension/Person;", "getAge", "(Lcom/chaochaowu/kotlinextension/Person;)I", "app_debug"}
)
public final class PersonExtensionsKt {
 public static final int currentYear = 2019;

 public static final int getAge(@NotNull Person $this$age) {
  Intrinsics.checkParameterIsNotNull($this$age, "$this$age");
  return 2019 - $this$age.getBirthdayYear();
 }
}

上面我們聲明的是一個(gè) val，當(dāng)然也可以聲明一個(gè) var，不過 var 的話需要同時(shí)定義其 get 和 set 方法。
由于擴(kuò)展沒有實(shí)際的將成員插入類中，因此對(duì)擴(kuò)展屬性來說幕后字段是無效的。這就是為什么擴(kuò)展屬性不能有初始化器。他們的行為只能由顯式提供的 getters/setters 定義。

總結(jié)

在 Java 中，我們要擴(kuò)展一個(gè)類時(shí)，常常是繼承該類或者用裝飾者模式類似的設(shè)計(jì)模式來實(shí)現(xiàn)，Kotlin 擴(kuò)展函數(shù)和擴(kuò)展屬性為這種需求提供了一種新思路，并且也可以作為 Utils 類的另外一種選擇，值得一試。

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