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Kotlin操作符重載實(shí)例詳解

 更新時(shí)間：2022年04月17日 10:55:42   作者：屹森  
Kotlin允許我們?yōu)樽约旱念?lèi)型提供預(yù)定義的一組操作符的實(shí)現(xiàn),下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Kotlin操作符重載的相關(guān)資料,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

算數(shù)運(yùn)算操作符重載

在kotlin中我定義一個(gè)類(lèi)

data class Point(val x: Int, val y: Int)

然后實(shí)例化兩個(gè)對(duì)象

val p1 = Point(3,5)
val p2 = Point(5,7)

想表示p1的元素x加上p2的元素x,p1的元素y,加上p2的元素y.然后輸出一個(gè)p3.

val p3 = Point(p1.x + p2.x, p2.y + p2.y)

以上這種寫(xiě)法沒(méi)有任何問(wèn)題。不過(guò)我們可以利用Kotlin擴(kuò)展函數(shù)簡(jiǎn)化上面的操作，我們給Point增加一個(gè)plus，并附加operator關(guān)鍵字。（增加operator的關(guān)鍵字是為了區(qū)分plus并不是一個(gè)普通的成員方法）

data class Point(val x: Int, val y: Int) {
    operator fun plus(other: Point): Point {
        return Point(x + other.x, y + other.y)
    }
}

接下來(lái)再來(lái)實(shí)現(xiàn)上面的需求.

val p3 = p1 + p2

這樣表達(dá)起來(lái)更簡(jiǎn)潔了。 另外我們可以把plus作為Point的擴(kuò)展方法

data class Point(val x: Int, val y: Int)

operator fun Point.plus(other: Point): Point {
    return Point(x + other.x, y + other.y)
}

這種場(chǎng)景適用于Point存在于一個(gè)三方庫(kù)，我們并能修改其中的內(nèi)容. Kotlin中提供了以下操作符的重載. 只需要實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的方法即可。

之前我們定一個(gè)了plus，參數(shù)是Point，實(shí)際上對(duì)于個(gè)操作符重載并不局限于同一種類(lèi)型，接下來(lái)我們來(lái)定一個(gè)times,允許你去擴(kuò)展Ponit.

data class Point(val x: Int, val y: Int)

operator fun Point.times(scale: Double): Point {
    return Point((x * scale).toInt(), (y * scale).toInt())
}

fun main(args: Array<String>) {
    val p = Point(10, 20)
    println(p * 1.5)
}

注意kotlin不支持交換性，例如我這里寫(xiě)成1.5 * p這里是不允許的。除非你去定一個(gè)

operator fun Double.times(p: Point): Point

返回類(lèi)型同樣也可以不是同一個(gè)類(lèi)型，例如, 定義一個(gè)對(duì)char類(lèi)型重載*操作符重復(fù)count后返回一個(gè)string.

operator fun Char.times(count: Int): String {
    return toString().repeat(count)
}

fun main(args: Array<String>) {
    println('a' * 3)
}

復(fù)合運(yùn)算操作符重載

我們?cè)诰幊踢^(guò)程中通常會(huì)去把這種寫(xiě)法p = p + p1 寫(xiě)成 p += p1 這種簡(jiǎn)化寫(xiě)法，在kotlin中同樣也支持這種+=操作符自定義操作。這種自定義運(yùn)算操作符在什么場(chǎng)景下使用呢？ 舉個(gè)例子，我們定義集合

val numbers = ArrayList<Int>()
numbers += 42
println(numbers[0])

以上寫(xiě)法會(huì)感覺(jué)更加簡(jiǎn)潔。 我們?cè)诩现卸x操作符重載方法plusAssign（這里還有minusAssign, timesAssign等等）

operator fun <T> MutableCollection<T>.plusAssign(element: T) {
    this.add(element)
}

不過(guò)kotlin-stblib庫(kù)已經(jīng)幫你實(shí)現(xiàn)好了關(guān)于集合的類(lèi)似操作. 在集合中+,-會(huì)累加集合原始后返回一個(gè)新的集合，如果使用+=,-=, 集合是mutable，會(huì)在本集合直接修改內(nèi)容，如果集合是read-only,會(huì)返回一個(gè)拷貝后的修改集合。（這意味著如果集合是read-only，它的聲明必須要是var, 不然它不能接受新返回拷貝后的修改集合）. 你可以使用單獨(dú)的元素或者集合（類(lèi)型必須一致）進(jìn)行復(fù)合運(yùn)算符操作和算數(shù)運(yùn)算符.

val list = arrayListOf(1, 2)
list += 3                      
val newList = list + listOf(4, 5) 
println(list)
result : [1, 2, 3]
println(newList)
result : [1, 2, 3, 4, 5]

一元運(yùn)算操作符重載

我們?cè)诰幊踢^(guò)程中使用類(lèi)似++a, a++, --a, a--同樣支持運(yùn)算符重載。僅僅需要重寫(xiě)下面的操作符函數(shù)即可

舉個(gè)例子

operator fun BigDecimal.inc() = this + BigDecimal.ONE

fun main(args: Array<String>) {
    var bd = BigDecimal.ZERO
    println(bd++)
    println(++bd)
}

這里注意到我只定一個(gè)inc()，同時(shí)也是支持bd++和++bd.

比較操作符重載

kotlin中還支持==, !=, >, <操作符重載. 對(duì)于==, !=我們重寫(xiě)equals方法. 這里還是拿Point來(lái)舉栗子

data class Point(val x: Int, val y: Int)

我們這里聲明成了data類(lèi)，這個(gè)關(guān)鍵字加上了編譯器會(huì)自動(dòng)幫你實(shí)現(xiàn)equals方法，我們現(xiàn)在去掉，看看自己去寫(xiě)equals怎么寫(xiě)

class Point(val x: Int, val y: Int) {
    override fun equals(obj: Any?): Boolean {
        if (obj === this) return true      //1
        if (obj !is Point) return false
        return obj.x == x && obj.y == y
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    println(Point(10, 20) == Point(10, 20))
    println(Point(10, 20) != Point(5, 5))  //2
    println(null == Point(1, 2))
}

這里我們需要關(guān)注一個(gè)//1 obj === this，這個(gè)===操作符是比較兩個(gè)對(duì)象的引用是否一致，實(shí)際上和java中的==是一樣的。 之前我們提到的操作符重載都會(huì)加上一個(gè)operator關(guān)鍵字，這里為什么是override？因?yàn)樗貙?xiě)了Any.class的equals方法.

這里看下//2!= 其實(shí)就是equals結(jié)果的取反. 除了=和!=之外這里還有>和<, 通過(guò)重寫(xiě)compareTo可以實(shí)現(xiàn)

class Person(
        val firstName: String, val lastName: String
) : Comparable<Person> {

    override fun compareTo(other: Person): Int {
        return compareValuesBy(this, other,
            Person::lastName, Person::firstName)
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val p1 = Person("Alice", "Smith")
    val p2 = Person("Bob", "Johnson")
    println(p1 < p2)
}

這里的compareValuesBy順便說(shuō)說(shuō)，它是kotlin-stblib提供的擴(kuò)展函數(shù)

集合和區(qū)域的約定

在kotlin中我們可以使用類(lèi)似于操作數(shù)組的方法操作集合，例如a[b]這種. 對(duì)于其它類(lèi)，可以自定義操作符實(shí)現(xiàn)類(lèi)似的操作

operator fun Point.get(index: Int): Int {
    return when(index) {
        0 -> x
        1 -> y
        else ->
            throw IndexOutOfBoundsException("Invalid coordinate $index")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val p = Point(10, 20)
    println(p[1])
}

我們對(duì)于賦值操作同樣也可以通過(guò)自定義operator

data class MutablePoint(var x: Int, var y: Int)

operator fun MutablePoint.set(index: Int, value: Int) {
    when(index) {
        0 -> x = value
        1 -> y = value
        else ->
            throw IndexOutOfBoundsException("Invalid coordinate $index")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val p = MutablePoint(10, 20)
    p[1] = 42
    println(p)
}

另外一個(gè)知識(shí)點(diǎn)是自定義in操作符

in對(duì)于的contains函數(shù)，判斷一個(gè)元素是否屬于一個(gè)范圍里.

data class Point(val x: Int, val y: Int)

data class Rectangle(val upperLeft: Point, val lowerRight: Point)

operator fun Rectangle.contains(p: Point): Boolean {
    return p.x in upperLeft.x until lowerRight.x &&
           p.y in upperLeft.y until lowerRight.y
}

fun main(args: Array<String>) {
    val rect = Rectangle(Point(10, 20), Point(50, 50))
    println(Point(20, 30) in rect)
    println(Point(5, 5) in rect)
}

迭代運(yùn)算符重載

我們平時(shí)使用的

for (x in list) { ... }

將被轉(zhuǎn)換為 list.iterator() 的調(diào)用，然后重復(fù)調(diào)用 hasNext 和 next 方法，就像在 Java 中一樣。 請(qǐng)注意，在 Kotlin 中，它也是一種約定，這意味著可以將迭代器方法定義為擴(kuò)展。這就解釋了為什么可以迭代常規(guī) Java 字符串：kotlin-stblib 在 Char-Sequence（String 的超類(lèi)）上定義了一個(gè)擴(kuò)展函數(shù)迭代器：

operator fun CharSequence.iterator(): CharIterator 
>>> for (c in "abc") {}

其它類(lèi)型也可以通過(guò)自定義iterator實(shí)現(xiàn)自己類(lèi)特定的操作。

import java.util.Date
import java.time.LocalDate

operator fun ClosedRange<LocalDate>.iterator(): Iterator<LocalDate> =
        object : Iterator<LocalDate> {
            var current = start

            override fun hasNext() =
                current <= endInclusive

            override fun next() = current.apply {
                current = plusDays(1)
            }
        }

fun main(args: Array<String>) {
    val newYear = LocalDate.ofYearDay(2017, 1)
    val daysOff = newYear.minusDays(1)..newYear
    for (dayOff in daysOff) { println(dayOff) }
}

解構(gòu)聲明

這個(gè)操作可以分解一個(gè)對(duì)象中成員，例如

>>> val p = Point(10, 20)
>>> val (x, y) = p             
>>> println(x)
10
>>> println(y)
20

解構(gòu)聲明看起來(lái)有點(diǎn)像變量聲明，不過(guò)它組合了多個(gè)變量值。實(shí)際上它在kotlin中也屬于自定義操作符.去解構(gòu)多個(gè)變量需要定義componentN，N是變量的位置.

class Point(val x: Int, val y: Int) {
    operator fun component1() = x
    operator fun component2() = y
}

對(duì)于data類(lèi)，解構(gòu)已經(jīng)幫你聲明好了 另外解構(gòu)聲明還可以用在循環(huán)中

fun printEntries(map: Map<String, String>) {
    for ((key, value) in map) {
        println("$key -> $value")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val map = mapOf("Oracle" to "Java", "JetBrains" to "Kotlin")
    printEntries(map)
}

Map中包含了擴(kuò)展方法component1，component2返回key和value. 實(shí)際上你可以將上面的循環(huán)部分翻譯成

for (entry in map.entries) {
    val key = entry.component1()
    val value = entry.component2()
    // ...
}

總結(jié)

到此這篇關(guān)于Kotlin操作符重載的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Kotlin操作符重載內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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