【移動應(yīng)用開發(fā)技術(shù)】Kotlin中擴(kuò)展函數(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是什么

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)Kotlin中擴(kuò)展函數(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是什么，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此在下分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關(guān)知識有一定的了解。//

JAVA，20多行代碼，充斥著findViewById，類型轉(zhuǎn)換，匿名內(nèi)部類這樣的無意義代碼

public

class

MainJavaActivity

extends

Activity

{

@Override

public

void

onCreate(@Nullable

Bundle

savedInstanceState)

{

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

TextView

label

=

(TextView)

findViewById(R.id.label);

Button

btn

=

(Button)

findViewById(R.id.btn);

label.setText("hello");

label.setOnClickListener(new

View.OnClickListener()

{

@Override

public

void

onClick(View

v)

{

Log.d("Glen","onClick

TextView");

}

});

btn.setOnClickListener(new

View.OnClickListener(){

@Override

public

void

onClick(View

v)

{

Log.d("Glen","onClick

Button");

}

});

}

}再來看Kotlin//

Kotlin,沒有了冗余的findViewById，我們可以直接對資源id進(jìn)行操作，也不需要匿名內(nèi)部類的聲明，更關(guān)注函數(shù)的實(shí)現(xiàn)本身，拋棄了復(fù)雜的格式

class

MainKotlinActivity:Activity()

{

override

fun

onCreate(savedInstanceState:

Bundle?)

{

super.onCreate(savedInstanceState)

setContentView(R.layout.activity_main)

R.id.label.setText("hello")

R.id.label.onClick

{

Log.d("Glen","onClick

TextView")

}

R.id.btn.onClick

{

Log.d("Glen","onClick

Button")

}

}

}實(shí)現(xiàn)這些需要借助Kotlin的擴(kuò)展函數(shù)與高階函數(shù)，本文主要介紹一下擴(kuò)展函數(shù)。什么是擴(kuò)展函數(shù)？擴(kuò)展函數(shù)數(shù)是指在一個類上增加一種新的行為，甚至我們沒有這個類代碼的訪問權(quán)限。這是一個在缺少有用函數(shù)的類上擴(kuò)展的方法，Kotlin能夠?yàn)槲覀冏龅侥切┝钊岁P(guān)注的事情，而這些Java做不到。在Java中，通常會實(shí)現(xiàn)很多帶有static方法的工具類，而Kotlin中擴(kuò)展函數(shù)的一個優(yōu)勢是我們不需要在調(diào)用方法的時候把整個對象當(dāng)作參數(shù)傳入，它表現(xiàn)得就像是屬于這個類的一樣，而且我們可以使用this關(guān)鍵字和調(diào)用所有public方法。1.Kotlin擴(kuò)展函數(shù)與擴(kuò)展屬性(KotlinExtensions)Kotlin能夠擴(kuò)展一個類的新功能而無需繼承該類，或者對任意的類使用像“裝飾者(Decorator)”這樣的設(shè)計(jì)模式。這些都是通過叫做“擴(kuò)展(extensions)”的特殊聲明實(shí)現(xiàn)的。Kotlin擴(kuò)展聲明既支持?jǐn)U展函數(shù)也支持?jǐn)U展屬性，本文主要討論擴(kuò)展函數(shù)，至于擴(kuò)展屬性實(shí)現(xiàn)的機(jī)制類似。擴(kuò)展函數(shù)的聲明非常簡單，他的關(guān)鍵字是.，此外我們需要一個“接受者類型(recieviertype)”來作為他的前綴。以類MutableList<Int>為例，現(xiàn)在為它擴(kuò)展一個swap方法，如下：fun

MutableList<Int>.swap(index1:Int,index2:Int)

{

val

tmp

=

this[index1]

this[index1]

=

this[index2]

this[index2]

=

tmp

}MutableList<T>是kotlin提供的基礎(chǔ)庫collection中的List容器類，這里在聲明里作為“接受者類型”，.作為聲明關(guān)鍵字，swap是擴(kuò)展函數(shù)名，其余和Kotlin聲明一個普通函數(shù)并無區(qū)別。額外提一句，Kotlin的this語法要比JAVA更靈活，這里擴(kuò)展函數(shù)體里的this代表的是接受者類型對象。如果我們想要調(diào)用這個擴(kuò)展函數(shù)，可以這樣：fun

use(){

val

list

=

mutableListOf(1,2,3)

list.swap(1,2)

}2.Kotlin擴(kuò)展函數(shù)是怎么實(shí)現(xiàn)的擴(kuò)展函數(shù)的調(diào)用看起來就像是原生方法一樣自然，使用起來也非常順手，但是這樣的方法會不會帶來性能方面的掣肘呢？有必要探究一下Kotlin是如何實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展函數(shù)的，直接分析Kotlin源碼難度還是挺大，還好AndroidStudio提供了一些工具，我們可以通過KotlinByteCode指令，查看Kotlin語言轉(zhuǎn)換的字節(jié)碼文件，仍以MutableList<Int>,swap為例，轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼之后的文件如下：//

================com/example/glensun/demo/extension/MutableListDemoKt.class

=================

//

class

version

50.0

(50)

//

access

flags

0x31

public

final

class

com/example/glensun/demo/extension/MutableListDemoKt

{

//

access

flags

0x19

//

signature

(Ljava/util/List<Ljava/lang/Integer;>;II)V

//

declaration:

void

swap(java.util.List<java.lang.Integer>,

int,

int)

public

final

static

swap(Ljava/util/List;II)V

@Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;()

//

invisible,

parameter

0

L0

ALOAD

0

LDC

"$receiver"

INVOKESTATIC

kotlin/jvm/internal/Intrinsics.checkParameterIsNotNull

(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V

L1

LINENUMBER

8

L1

ALOAD

0

ILOAD

1

INVOKEINTERFACE

java/util/List.get

(I)Ljava/lang/Object;

CHECKCAST

java/lang/Number

INVOKEVIRTUAL

java/lang/NValue

()I

ISTORE

3

L2

LINENUMBER

9

L2

ALOAD

0

ILOAD

1

ALOAD

0

ILOAD

2

INVOKEINTERFACE

java/util/List.get

(I)Ljava/lang/Object;

INVOKEINTERFACE

java/util/List.set

(ILjava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;

POP

L3

LINENUMBER

10

L3

ALOAD

0

ILOAD

2

ILOAD

3

INVOKESTATIC

java/lang/Integer.valueOf

(I)Ljava/lang/Integer;

INVOKEINTERFACE

java/util/List.set

(ILjava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;

POP

L4

LINENUMBER

11

L4

RETURN

L5

LOCALVARIABLE

tmp

I

L2

L5

3

LOCALVARIABLE

$receiver

Ljava/util/List;

L0

L5

0

LOCALVARIABLE

index1

I

L0

L5

1

LOCALVARIABLE

index2

I

L0

L5

2

MAXSTACK

=

4

MAXLOCALS

=

4

@Lkotlin/Metadata;(mv={1,

1,

7},

bv={1,

0,

2},

k=2,

d1={"\u0000\u0012\n\u0000\n\u0002\u0010\u0002\n\u0002\u0010!\n\u0002\u0010\u0008\n\u0002\u0008\u0003\u001a

\u0010\u0000\u001a\u00020\u0001*\u0008\u0012\u0004\u0012\u00020\u00030\u00022\u0006\u0010\u0004\u001a\u00020\u00032\u0006\u0010\u0005\u001a\u00020\u0003\u00a8\u0006\u0006"},

d2={"swap",

"",

"",

"",

"index1",

"index2",

"production

sources

for

module

app"})

//

compiled

from:

MutableListDemo.kt

}

//

================META-INF/production

sources

for

module

app.kotlin_module

=================這里的字節(jié)碼已經(jīng)相當(dāng)直觀，更令人驚喜的是AndroidStudio還具備將字節(jié)碼轉(zhuǎn)為JAVA文件的能力，點(diǎn)擊上面的Decompile按鈕，可以得到如下JAVA代碼：import

java.util.List;

import

kotlin.Metadata;

import

ernal.Intrinsics;

import

org.jetbrains.annotations.NotNull;

@Metadata(

mv

=

{1,

1,

7},

bv

=

{1,

0,

2},

k

=

2,

d1

=

{"\u0000\u0012\n\u0000\n\u0002\u0010\u0002\n\u0002\u0010!\n\u0002\u0010\b\n\u0002\b\u0003\u001a

\u0010\u0000\u001a\u00020\u0001*\b\u0012\u0004\u0012\u00020\u00030\u00022\u0006\u0010\u0004\u001a\u00020\u00032\u0006\u0010\u0005\u001a\u00020\u0003¨\u0006\u0006"},

d2

=

{"swap",

"",

"",

"",

"index1",

"index2",

"production

sources

for

module

app"}

)

public

final

class

MutableListDemoKt

{

public

static

final

void

swap(@NotNull

List

$receiver,

int

index1,

int

index2)

{

Intrinsics.checkParameterIsNotNull($receiver,

"$receiver");

int

tmp

=

((Number)$receiver.get(index1)).intValue();

$receiver.set(index1,

$receiver.get(index2));

$receiver.set(index2,

Integer.valueOf(tmp));

}

}從得到的JAVA文件分析，擴(kuò)展函數(shù)的實(shí)現(xiàn)非常簡單，它沒有修改接受者類型的成員，僅僅是通過靜態(tài)方法來實(shí)現(xiàn)的。這樣，我們雖然不必?fù)?dān)心擴(kuò)展函數(shù)會帶來額外的性能消耗，但是它也不會帶來性能上的優(yōu)化。3.更復(fù)雜的情況下面來討論一些更特殊的情況。3.1當(dāng)發(fā)生繼承時，擴(kuò)展函數(shù)由于本質(zhì)上是靜態(tài)方法，它會嚴(yán)格按照參數(shù)類型去執(zhí)行調(diào)用，而不會去優(yōu)先執(zhí)行或者主動執(zhí)行父類的方法，如下的例子所示：open

class

A

class

B:A()

fun

A.foo()

=

"a"

fun

B.foo()

=

"b"

fun

printFoo(a:A){

println(a.foo())

}

println(B())上述例子的輸出結(jié)果是a，因?yàn)閿U(kuò)展函數(shù)的入?yún)㈩愋褪茿，他將會嚴(yán)格按照入?yún)㈩愋蛨?zhí)行函數(shù)調(diào)用。3.2如果擴(kuò)展函數(shù)和現(xiàn)有的類成員發(fā)生沖突，kotlin將會默認(rèn)使用類成員，這一步選擇是在編譯期處理的，生成的字節(jié)碼是將會是調(diào)用類成員的方法，如下例子：class

C{

fun

foo()

{println("Member")}

}

fun

C.foo()

{println("Extension")}

println(C().foo())上述的例子將會輸出Member。Kotlin不允許擴(kuò)展一個已有的成員，原因也很好理解，我們不希望擴(kuò)展函數(shù)成為調(diào)用三方sdk的漏洞，不過如果你試圖使用重載的方式創(chuàng)建擴(kuò)展函數(shù)，這樣是可行的。3.3Kotlin嚴(yán)格區(qū)分了可能為空和不為空的入?yún)㈩愋?，同樣也?yīng)用在擴(kuò)展函數(shù)的中，為了聲明一個可能為空的接受者類型，可以參考如下例子：fun

<T>

MutableList<T>?.swap(index1:Int,index2:Int){

if(this

==

null){

println(null)

return

}

val

tmp

=

this[index1]

this[index1]

=

this[index2]

this[index2]

=

tmp

}3.4我們有時候還希望能夠添加類似JAVA的“靜態(tài)函數(shù)”的擴(kuò)展函數(shù)，這時需要借助“伴隨對象(CompanionObject)”來實(shí)現(xiàn)，如下這個例子：class

D{

companion

object{

val

m

=

1

}

}

fun

D.Companion.foo(){

println("$m

in

extension")

}

D.foo()上面的例子會輸出1inextension，注意這里調(diào)用foo這個擴(kuò)展函數(shù)時，并不需要類D的實(shí)例，類似于JAVA的靜態(tài)方法。3.5如果留意前面的例子，我們會發(fā)現(xiàn)kotlin的this語法和JAVA不同，使用范圍更靈活，僅以擴(kuò)展函數(shù)為例，當(dāng)在擴(kuò)展函數(shù)里調(diào)用this時，指代的是接受者類型的實(shí)例，那么如果這個擴(kuò)展函數(shù)聲明在一個類內(nèi)部，我們?nèi)绾瓮ㄟ^this獲取到類的實(shí)例呢？可以參考下面的例子：class

E{

fun

foo(){

println("foo

in

Class

E")

}

}

class

F{

fun

foo(){

println("foo

in

Class

F")

}

fun

E.foo2(){

this.foo()

this@F.foo()

}

}

E().foo2()這里使用了kotlin的this指定語法，關(guān)鍵字是@,后接指定的類型，上述例子的輸出結(jié)果是foo

in

Class

E

foo

in

Class

F4.擴(kuò)展函數(shù)的作用域一般來說，我們習(xí)慣將擴(kuò)展函數(shù)直接定義在包內(nèi)，例如：package

com.example.extension

fun

MutableList<Int>.swap(index1:Int,index2:Int)

{

val

tmp

=

this[index1]

this[index1]

=

this[index2]

this[index2]

=

tmp

}這樣，在同一個包內(nèi)可以直接調(diào)用改擴(kuò)展函數(shù)，如果我們需要跨包調(diào)用擴(kuò)展函數(shù)，我們需要通過import來指明，以上述的例子為例，可以通過importcom.example.extension.swap來指定這個擴(kuò)展函數(shù)，也可以通過importcom.example.extension.*表示引入該包內(nèi)的所有擴(kuò)展函數(shù)。得益于AndroidStudio具備的自動聯(lián)想能力，通常不需要我們主動輸入import指令。有時候，我們也會把擴(kuò)展函數(shù)定義在類的內(nèi)部，例如：class

G

{

fun

Int.foo(){

println("foo

in

Class

G")

}

}這里的Int.foo()是一個定義在類G內(nèi)部的擴(kuò)展函數(shù)，在這個擴(kuò)展函數(shù)里，我們直接使用Int類型作為接受者類型，因?yàn)槲覀儗U(kuò)展函數(shù)定義在了類的內(nèi)部，即使我們設(shè)置訪問權(quán)限為public，它也只能在該類或者該類的子類中被訪問，如果我們設(shè)置訪問權(quán)限為private，那么在子類中也不能訪問這個擴(kuò)展函數(shù)。5.擴(kuò)展函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用5.1Utils工具類在JAVA中，我們習(xí)慣將工具類命名成*Utils，例如FileUtils,StringUtils等等，著名的java.util.Collections也是這么實(shí)現(xiàn)的。調(diào)用這些方法的時候，總覺得這些類名礙手礙腳的，例如這樣：//

Java

Collections.swap(list,

Collections.binarySearch(list,

Collections.max(otherList)),

Collections.max(list));

Collections.max(list));通過靜態(tài)引用，能讓情況看起來好一點(diǎn)，例如這樣：//

Java

swap(list,

binarySearch(list,

max(otherList)),

max(list));但是這樣既沒有IDE的自動聯(lián)想提示，方法調(diào)用的主體也顯得不明確。如果能做成下面這樣就好了：//

Java

list.swap(list.binarySearch(otherList.max()),

list.max());但是list是JAVA默認(rèn)的基礎(chǔ)類，在JAVA語言里，如果不使用繼承，肯定是沒法做到這樣的，而在Kotlin中就可以借助擴(kuò)展函數(shù)來實(shí)現(xiàn)啦。5.2AndroidView膠水代碼回到最開始的例子，對于Android開發(fā)來說，對findViewById()這個方法一定不會陌生，為了獲取一個View對象，我們總得先調(diào)用findViewById()然后再執(zhí)行類型轉(zhuǎn)換，這樣無意義的膠水代碼讓Activity或者Fragment顯得臃腫無比，例如：//

JAVA

public

class

MainJavaActivity

extends

Activity

{

@Override

public

void

onCreate(@Nullable

Bundle

savedInstanceState)

{

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

TextView

label

=

(TextView)

findViewById(R.id.label);

Button

btn

=

(Button)

findViewById(R.id.btn);

label.setText("hello");

label.setOnClickListener(new

View.OnClickListener()

{

@Override

public

void

onClick(View

v)

{

Log.d("Glen","onClick

TextView");

}

});

btn.setOnClickListener(new

View.OnClickListener(){

@Override

public

void

onClick(View

v)

{

Log.d("Glen","onClick

Button");

}

});

}

}我們考慮利用擴(kuò)展函數(shù)結(jié)合泛型，避免頻繁的類型轉(zhuǎn)換，擴(kuò)展函數(shù)定義如下：//kotlin

fun

<T

:

View>

Activity.find(@IdRes

id:

Int):

T

{

return

findViewById(id)

as

T

}調(diào)用的時候，如下：//

Kotlin

...

TextView

label

=

fin