Kotlin 中的拓展函数和拓展属性

1. 扩展函数

定义

扩展函数是为现有类添加的新函数。你可以通过 fun 关键字定义扩展函数。

特点

• 语法简洁：可以直接在类外部定义。
• 调用方式：可以像调用成员函数一样调用扩展函数。
• 与原类无关：扩展函数不会改变类的结构，只是提供额外的功能。
• 静态分发：扩展函数的调用在编译时确定，而不是运行时。

示例

fun String.isEmail(): Boolean {
    return this.contains("@")
}

fun main() {
    val email = "example@gmail.com"
    println(email.isEmail()) // 输出 true
}

2. 扩展属性

定义

扩展属性是为现有类添加的新属性。你可以通过 val 或 var 关键字定义扩展属性。

特点

只读或可变：可以定义只读属性（使用 val）或可变属性（使用 var）。
没有后备字段：扩展属性不能有后备字段，必须通过 getter（可选的 setter）计算得出。
静态分发：与扩展函数类似，扩展属性的调用在编译时确定。

示例

val String.firstChar: Char
    get() = this[0]

fun main() {
    val name = "Kotlin"
    println(name.firstChar) // 输出 'K'
}

3. 区别

特性	扩展函数	扩展属性
定义方式	fun 关键字定义 val 或 var 关键字定义
调用方式	像调用成员函数一样调用	像访问成员属性一样访问
存储状态	可以包含复杂逻辑	不能存储状态（无后备字段）
访问方式	需要传入参数	直接访问属性
适用场景	适合执行操作	适合提供计算值

4.详细

1. 定义方式

• 扩展函数：用于为现有类添加新的函数。通过 fun 关键字定义。

fun String.isEmail(): Boolean {
    return this.contains("@")
}

• 扩展属性：用于为现有类添加新的属性。通过 val 或 var 关键字定义。

val String.firstChar: Char
    get() = this[0]

2. 使用方式

• 扩展函数：调用方式类似于普通方法，使用 . 运算符。

val email = "example@gmail.com"
println(email.isEmail()) // 输出 true

• 扩展属性：访问方式类似于访问普通属性。

val name = "Kotlin"
println(name.firstChar) // 输出 'K'

3. 计算和存储

• 扩展函数：可以包含复杂的逻辑，执行的方法可以是任何有效的 Kotlin 函数体。函数可以有参数。
• 扩展属性：不能存储状态，只能通过 getter（和可选的 setter）计算得出。扩展属性不能有后备字段（backing field）。

var StringBuilder.lastChar: Char
    get() = this[this.length - 1]
    set(value) {
        this.setCharAt(this.length - 1, value)
    }

4. 适用场景

• 扩展函数：适用于需要对对象执行操作的场景，例如处理数据、执行计算等。
• 扩展属性：适用于需要获取某个计算值的场景，类似于只读属性，或需要在对象的上下文中引用某个状态。

5. 作用域和可见性

• 扩展函数和扩展属性都遵循相同的作用域规则，它们不会影响类的原有结构，只是在调用时提供了额外的功能。

6. 不能重写

• 扩展函数和扩展属性都不能重写原类中的成员函数或属性。它们是静态分发的，编译时会根据类型决定调用哪个函数或属性。

示例总结

// 扩展函数示例
fun String.isEmail(): Boolean {
    return this.contains("@")
}

// 扩展属性示例
val String.firstChar: Char
    get() = this[0]

5. 使用时的注意事项

• 不可重写：扩展函数和扩展属性不能重写类的成员函数或属性。它们是静态分发的，编译时根据类型决定调用哪个版本。
• 作用域：扩展函数和扩展属性的作用域是全局的，可能会与现有类的方法或属性冲突，因此命名要注意避免冲突。
• 性能考虑：虽然扩展函数和属性的开销很小，但如果在性能敏感的代码中，考虑使用内联函数或其他性能优化。
• 上下文敏感：扩展函数和属性通常是上下文敏感的，确保在适当的上下文中使用它们。
• 无后备字段：扩展属性不能有后备字段，这意味着它们不能存储值，只能通过计算得出。