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类

最终更新: 2024/03/21

Kotlin 通过类和对象支持面向对象的编程. 要在你的程序中存储数据, 对象是非常有用的. 类允许你为一个对象声明一组特性. 当你从一个类创建对象时, 你就可以节省时间和精力, 因为你不需要每次都声明这些特性.

要声明一个类, 请使用 class 关键字:

class Customer

属性

可以在属性中声明一个类的对象的特性. 你可以为一个类声明属性:

  • 放在类的名称之后的小括号 () 之内. 
    class Contact(val id: Int, var email: String)
  • 放在大括号 {} 定义的类的 body 部之内. 
    class Contact(val id: Int, var email: String) {
  val category: String = ""
}

除非在类的实例创建之后需要修改属性的值, 否则我们推荐将属性声明为只读的 (val).

在小括号内声明属性时, 你可以不使用 val 或 var, 但在实例创建之后, 这样的属性将不可访问.

和函数参数一样, 类的属性可以有默认值:

class Contact(val id: Int, var email: String = "example@gmail.com") {
    val category: String = "work"
}

创建实例

要从一个类创建一个对象, 你需要使用 构造器(Constructor), 声明一个类的 实例.

默认情况下, Kotlin 会使用类头部(Class Header)中声明的参数, 自动创建一个构造器.

For example:

class Contact(val id: Int, var email: String)

fun main() {
    val contact = Contact(1, "mary@gmail.com")
}

在上面的示例中:

  • Contact 是一个类.
  • contact 是 Contact 类的一个实例.
  • id 和 email 是属性.
  • id 和 email 和默认构造器一起, 用来创建 contact.

Kotlin 类可以有多个构造器, 包括你自己定义的构造器. 关于如何声明多个构造器, 详情请参见 构造器.

访问属性

要访问一个实例的属性, 请在实例名称之后加上点号 ., 然后写上属性名称:

class Contact(val id: Int, var email: String)

fun main() {
    val contact = Contact(1, "mary@gmail.com")
    
    // 打印属性的值: email
    println(contact.email)           
    // mary@gmail.com

    // 更新属性的值: email
    contact.email = "jane@gmail.com"
    
    // 打印属性的新值: email
    println(contact.email)           
    // 输出结果为 jane@gmail.com
}

要把属性的值拼接为字符串的一部分, 你可以使用字符串模板 ($). 例如:

println("Their email address is: ${contact.email}")

成员函数

除了声明属性作为一个对象的特性之外, 你还可以通过成员函数来定义一个对象的行为.

在 Kotlin 中, 成员函数必须在类的 body 部之内声明. 要调用一个实例上的成员函数, 请在实例名称之后加上点号 ., 然后写上函数名称. 例如:

class Contact(val id: Int, var email: String) {
    fun printId() {
        println(id)
    }
}

fun main() {
    val contact = Contact(1, "mary@gmail.com")
    // 调用成员函数 printId()
    contact.printId()           
    // 输出结果为 1
}

数据类

Kotlin 有 数据类(Data Class), 非常适合于存储数据. 数据类有和普通类一样的功能, 但它们还自动带有一些额外的成员函数. 这些成员函数可以将实例打印为易于阅读的字符串输出, 比较类的实例, 复制实例, 等等等等. 由于这些函数是自动存在的, 因此你不必耗费时间为每个类编写相同的样板代码(Boilerplate Code).

要声明一个数据类, 请使用关键字 data:

data class User(val name: String, val id: Int)

数据类的预先定义的成员函数中, 最有用的是:

函数 描述
.toString() 将类实例和它的属性打印为一个易于阅读的字符串.
.equals() 或 == 比较一个类的实例.
.copy() 创建一个类的实例, 从另一个实例复制, 一部分属性可以不同.

关于这些函数的使用示例, 请参见以下小节:

打印为字符串

要将一个类的实例打印为易于阅读的字符串, 你可以明确调用 .toString() 函数, 或使用打印函数(println() 和 print()), 这些函数会自动为你调用 .toString():

data class User(val name: String, val id: Int)

fun main() {
    val user = User("Alex", 1)
    
    //sampleStart
    // 自动使用 toString() 函数, 让输出结果易于阅读
    println(user)            
    // 输出结果为 User(name=Alex, id=1)
    //sampleEnd
}

这个功能在调试程序或创建 log 时, 非常有用.

比较实例

要比较数据类的实例, 请使用相等比较操作符 ==:

data class User(val name: String, val id: Int)

fun main() {
    //sampleStart
    val user = User("Alex", 1)
    val secondUser = User("Alex", 1)
    val thirdUser = User("Max", 2)

    // 比较 user 和 second user
    println("user == secondUser: ${user == secondUser}") 
    // 输出结果为 user == secondUser: true
    
    // 比较 user 和 third user
    println("user == thirdUser: ${user == thirdUser}")   
    // 输出结果为 user == thirdUser: false
    //sampleEnd
}

复制实例

要对一个数据类的实例创建一个完全相同的复制, 请对这个实例调用 .copy() 函数.

要对一个数据类的实例创建一个复制, 并且 改变一部分属性, 请对这个实例调用 .copy() 函数, 并 加上要替换的属性值, 作为函数的参数.

例如:

data class User(val name: String, val id: Int)

fun main() {
    //sampleStart
    val user = User("Alex", 1)
    val secondUser = User("Alex", 1)
    val thirdUser = User("Max", 2)

    // 创建 user 的完全相同的复制
    println(user.copy())       
    // 输出结果为 User(name=Alex, id=1)

    // 创建 user 的复制, 但使用另一个 name: "Max"
    println(user.copy("Max"))  
    // 输出结果为 User(name=Max, id=1)

    // 创建 user 的复制, 但使用另一个 id: 3
    println(user.copy(id = 3)) 
    // 输出结果为 User(name=Alex, id=3)
    //sampleEnd
}

创建一个实例的复制, 要比修改原来的实例更加安全, 因为你对复制品所做的任何操作, 不会影响到依赖于原来那个实例的其他代码.

关于数据类, 更多详情请参见 数据类.

本教程的最后一章是介绍 Kotlin 的 Null 值安全性.

实际练习

习题 1

定义一个数据类 Employee, 带有两个属性: 一个是姓名, 一个是工资. 请确保工资的属性是可变的, 否则你在年底就不可能涨工资了! 主函数演示你如何使用这个数据类.

// 在这里编写你的代码

fun main() {
    val emp = Employee("Mary", 20)
    println(emp)
    emp.salary += 10
    println(emp)
}

参考答案

data class Employee(val name: String, var salary: Int)

fun main() {
    val emp = Employee("Mary", 20)
    println(emp)
    emp.salary += 10
    println(emp)
}

习题 2

为了测试你的代码, 你需要一个生成器, 它能够创建随机的员工数据. 定义一个类, 其中包括可用的姓名的固定列表 (包含在类的 body 部之内), 还可以指定工资的最小值和最大值 (包含在类头部之内). 这次也一样, 主函数演示你如何使用这个类.

提示 1

List 有一个名为 .random() 的扩展函数, 它返回 List 内的一个随机元素.

提示 2

Random.nextInt(from = ..., until = ...) 返回给你一个随机的 Int 值, 它在指定的上下限值之内.

import kotlin.random.Random

data class Employee(val name: String, var salary: Int)

// 在这里编写你的代码

fun main() {
    val empGen = RandomEmployeeGenerator(10, 30)
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    empGen.minSalary = 50
    empGen.maxSalary = 100
    println(empGen.generateEmployee())
}

参考答案

import kotlin.random.Random

data class Employee(val name: String, var salary: Int)

class RandomEmployeeGenerator(var minSalary: Int, var maxSalary: Int) {
    val names = listOf("John", "Mary", "Ann", "Paul", "Jack", "Elizabeth")
    fun generateEmployee() =
        Employee(names.random(),
            Random.nextInt(from = minSalary, until = maxSalary))
}

fun main() {
    val empGen = RandomEmployeeGenerator(10, 30)
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    empGen.minSalary = 50
    empGen.maxSalary = 100
    println(empGen.generateEmployee())
}

下一步

Null 值安全性