一、本文概要

本文是對<<Kotlin in Action>>的學習筆記，如果需要執行相應的程式碼可以訪問線上環境 try.kotlinlang.org，這部分的思維導圖為：

二、定義類繼承結構

2.1 Kotlin 中的介面

Kotlin的介面可以包含以下兩種型別的方法：

• 簡單的抽象方法
• 包含預設實現的抽象方法

簡單介面

• 一個簡單的Kotlin介面使用 interface 關鍵字來宣告，所有實現這個介面的非抽象類都需要實現介面中定義的抽象方法。
• Kotlin在類名後面使用 冒號 代替了Java中的extends和implements關鍵字，一個類可以實現多個介面，但是隻能繼承一個類。
• override修飾符用來標註被重寫的父類或者介面的方法和屬性，並且是 強制要求 的。

下面的例子中定義了一個介面，並演示瞭如何實現該介面，以及介面中定義的抽象方法：

在介面中定義方法的預設實現

我們可以給介面的方法提供一個預設的實現，定義的方法和普通函式相同。

如果一個類實現了兩個介面，而這兩個介面定義了相同的方法，並且都提供了該方法的預設實現，那麼該類必須顯示實現該方法，否則會在編譯時報錯：

呼叫繼承自介面的方法的實現

當需要呼叫一個繼承的實現，可以使用與Java相同的關鍵字 super，並在後面的尖括號中指明父類的名字，最後是呼叫的方法名：

2.2 訪問性修飾符：open、final、abstract

一般類

• 在Kotlin中，類和方法預設都是final的，如果想允許建立一個類的子類，需要使用open修飾符來標示這個類，此外還需要給每一個允許被重寫的屬性或方法新增open修飾符。
• 如果重寫了一個基類的成員，重寫了的函式同樣預設是open的，如果想改變這一行為，可以顯示地將重寫的成員標註為final。

抽象類

我們可以將一個類宣告為abstract，這種類不能被例項化，一個從抽象類通常包含一些沒有實現並且必須在子類重寫的抽象成員：

• 抽象類中的抽象函式：沒有函式體就預設是abstract的，不一定要加上關鍵字，其訪問性始終是open的。
• 抽象類中的非抽象函式：預設是final的，如果需要重寫，那麼需要加上open修飾符。

小結

open、final和abstract這三個訪問修飾符都 只適用於類，不能用在介面 當中：

• open：用於宣告一個類可以被繼承，或者方法可以被子類重寫。
• final：不允許類被繼承，或者不允許方法被重寫。
• abstract：宣告抽象類，或者抽象類中的抽象方法。

當我們需要重寫方法時，必須加上override修飾符。

2.3 可見性修飾符

Kotlin的可見性修飾符包括以下四種：

修飾符	類成員	頂層宣告
public	所有地方可見	所有地方可見
internal	模組中可見	模組中可見
protected	子類中可見	---
private	類中可見	檔案中可見

Java和Kotlin在可見性上的區別包括以下幾點：

• 在Java中預設的可見性是包私有的，而在Kotlin中，預設的可見性是public的。Kotlin用internal作為包可見的替代方案，它表示“只在模組內部可見”。
• Kotlin允許在頂層宣告中使用private可見性，包括類、函式和屬性，這些宣告就只在宣告它們的檔案中可見，這是隱藏子系統實現細節的非常有用的方式。
• 類的擴充套件函式不能訪問它的private和protected成員。
• Kotlin中，一個外部類不能看到其內部類中的private成員。

2.4 內部類和巢狀類

在Kotlin中，如果我們像Java一樣，在一個類的內部定義一個類，那麼它並不是一個 內部類，而是 巢狀類，區別在於巢狀類不會持有外部類的引用，也就是說它實際上是一個靜態內部類：

如果要把它巢狀類變成一個 內部類 來持有一個外部類的引用的話需要使用inner修飾符，並且訪問外部類時，需要使用this@{外部類名}的方式。

2.5 密封類：定義受限的類繼承結構

之前在介紹when表示式的時候，我們用了一個表示式的例子，Num和Sum繼承於基類Expr，分別表達數字和兩個表示式之和，而對於不屬於Expr的子類，我們需要提供額外的else操作符。

假如我們給Expr新增了一個新的子類，編譯器並不能發現有地方改變了。如果忘記了新增一個新分支，就會選擇預設的選項，這有可能導致潛在的bug。

Kotlin為這個問題提供了一個解決方案：sealed類。為父類新增一個sealed修飾符，對可能建立的子類做出嚴格的限制，所有的直接子類必須巢狀在父類中。之前的例子修改如下：

這時候，我們在when表示式中已經處理了所有Expr的子類，就不再需要提供預設的分支，假如這時候我們給Expr新增一個新的子類Multi，但是不修改when中的邏輯，那麼就會導致編譯失敗：

提示的資訊為：

在這種情況下，Expr類有一個只能在類內部呼叫的private構造方法，你也不能宣告一個sealed介面，因為如果這樣做，Kotlin編譯器不能保證任何人都不能在Java程式碼中實現這個介面。

三、構造方法

在Java中，一個類可以宣告一個或多個構造方法，Kotlin則將構造方法分為兩類：

• 主構造方法：主要而簡潔的初始化類的方法，並且在 類體外部宣告。
• 從構造方法：在 類體內部宣告。

3.1 初始化類：主構造方法和初始化語句塊

假設，我們需要定義一個包含只讀nickname屬性的User類，最簡單的方式為：

上面這段被括號圍起來的語句塊就叫做 主構造方法，它有兩個目的：

• 表明構造方法的引數。
• 定義使用這些引數初始化的屬性，也就是nikename。

用於完成上面這兩個功能的最明確的程式碼如下所示：

• constructor：用來開始一個主構造方法和從構造方法的宣告。
• init：引入一個初始化塊語句，這種語句塊包含了在類被建立時執行的程式碼，並會與主構造方法一起使用，因為主構造方法有語法限制，這就是為什麼要使用初始化語句塊的原因。

在上面的例子中有幾個可以簡化的點：

• 放在初始化語句塊的語句可以和nikename的宣告結合，因此可以去掉init語句。
• 如果主構造方法沒有註解或可見性修飾符，可以取消constructor關鍵字。
• 如果屬性用相應的構造方法引數來初始化，程式碼可以通過把val關鍵字加在引數前的方式來進行簡化。

經過了以上三點，就會得到最前面簡化後的結果。

對於構造方法，也可以採用之前在 Kotlin 知識梳理(2) - 函式的定義與呼叫 中介紹的 命名引數 和 預設引數值 的技巧，如果所有的構造方法都有預設值，編譯器會生成一個額外的不帶引數的構造方法來使用所有的預設值。

在Java中，如果父類定義了一個構造方法，那麼在子類的構造方法中，必須要通過super方法初始化父類，例如：

//父類。
public class User {

    private String nikeName;

    User(String nikeName) {
        this.nikeName = nikeName;
    }
}
//子類。
public class TwitterUser extends User {

    public TwitterUser(String nikeName) {
       super(nikeName);
    }
}
複製程式碼

而在Kotlin中，可以通過在基類列表的父類引用中提供父類構造方法引數的方式來做到這一點：

假如一個類沒有宣告任何的構造方法，將會生成一個不做任何事的預設構造方法，如果有子類繼承了它，那麼必須顯示地呼叫父類的構造方法，即使它沒有任何的引數。 如果想要確保你的類不被其它程式碼例項化，必須把構造方法標記為private，我們對上面的例子進行修改：

報錯的原因為：

在大多數真實的場景中，類的構造方法是非常簡明的：它要麼沒有引數或者直接與引數對應的屬性關聯，這就是為了Kotlin有為主構造方法設計的簡潔的語法。

3.2 用不同的方式來初始化父類

大多數在Java中需要過載構造方法的場景都被Kotlin支援命名引數和引數預設值的語法所覆蓋了。

定義從構造方法：constructor

而當我們需要擴充套件一個框架來提供多個構造方法，以便於通過不同的方式來初始化類的時候，就會需要用到從構造方法，從構造方式使用constructor方法引出，例如下面的程式碼：

執行結果為：

子類呼叫父類的從構造方法：super

如果想要擴充套件這個類，可以宣告同樣的構造方法，並使用super關鍵字呼叫對應的父類構造方法：

執行結果為：

子類呼叫自己的另一個構造方法：this

如果想要從一個構造方法中，呼叫你自己的類的另一個構造方法，那麼可以使用this關鍵字：

執行結果為：

需要注意：如果類沒有主構造方法，那麼每個從構造方法必須初始化基類（通過super關鍵字）或者委託給另一個這樣做了的構造方法（通過this關鍵字），也就是說，每個從構造方法必須以一個朝外的箭頭開始，並且結束於任意一個基類構造方法，就像上面例子中Button的帶有兩個引數的從構造方法所做的那樣。

3.3 實現在介面中宣告的屬性

在Kotlin中，介面可以包含抽象屬性的宣告：

但是介面並沒有說明這個值應該儲存到一個支援欄位還是通過getter來獲取，介面本身並不包含任何狀態，因此只有實現這個介面的類在需要的時候會儲存這個值。

下面是三個例子：

• PrivateUser：直接在主構造方法中宣告瞭這個屬性，這個屬性實現了來自於User的抽象屬性，所以要標記為override。
• SubscribingUser：通過一個自定義的getter實現，這個屬性沒有一個支援欄位來儲存它的值，它只有一個getter在每次呼叫時從email中得到暱稱。
• FacebookUser：在初始化時，將nickname屬性與值關聯。

介面除了可以宣告抽象屬性外，還可以包含具有getter和setter的屬性，只要它們沒有引用一個支援欄位（支援欄位需要在介面中儲存狀態，而這是不允許的）：

• email：必須在子類中重寫。
• nickname：有一個自定義的getter，可以被子類繼承。

執行結果為：

4.4 通過 getter 和 setter 訪問支援欄位

現在，我們已經學習了兩種屬性的用法：

• 儲存值的屬性
• 具有自定義訪問器在每次訪問時計算值的屬性

現在，我們結合以上兩種，來實現一個既可以儲存值，又可以在值被訪問和修改時提供額外邏輯的屬性：

執行結果為：

上面的address就是 有支援欄位的屬性，它和 沒有支援欄位的屬性 的區別在於：

• 如果顯示地引用或者使用預設的訪問器實現，編譯器會為屬性生成支援欄位。
• 如果你提供了一個自定義的訪問器實現並且沒有使用field，支援欄位就不會被呈現出來。

4.5 修改訪問器的可見性

訪問器的可見性預設與屬性的可見性相同，但是如果需要可以通過在get和set關鍵字前放置可見性修飾符的方式來修改它，例如在下面的例子中，我們將setter的可見性修改為private：

執行結果為：

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