中级教程: 扩展函数

在这一章中, 你将探索一些特殊的 Kotlin 函数, 它们能够让你的代码更加简洁, 更加易读. 学习这些函数能够如何帮助你使用高效的设计模式, 将你的项目提升到更高水平.

扩展函数

在软件开发中, 你经常需要修改一个程序的行为, 但又不能修改原来的源代码. 例如, 你可能想要向一个来自第三方库的类添加额外的功能.

你可以通过添加扩展函数来扩展一个类. 调用扩展函数的方式与调用类的成员函数一样, 使用点号 ..

在介绍扩展函数的完整语法之前, 你需要理解什么是接受者(Receiver). 接受者(Receiver)是指函数对哪个对象调用. 换句话说, 接受者就是共享信息的来源.

在这个示例中, main() 函数调用 .first() 函数, 得到列表中的第 1 个元素. .first() 函数对 readOnlyShapes 变量调用, 因此 readOnlyShapes 变量就是接受者.

要创建扩展函数, 请写下你想要扩展的类名称, 之后是一个 . 号, 之后是你的函数名称. 后面是函数声明的其余部分, 包括它的参数和返回类型.

例如:

fun String.bold(): String = "<b>$this</b>"

fun main() {
    // "hello" 是接受者
    println("hello".bold())
    // 输出结果为: <b>hello</b>
}

在这个示例中:

String 是被扩展的类.
bold 是扩展函数的名称.
.bold() 扩展函数的返回类型是 String.
"hello", 一个 String 实例, 是接受者.
在函数的 body 部, 访问接受者时使用了关键字: this.
使用了字符串模板 ($) 来访问 this 的值.
.bold() 扩展函数接受一个字符串, 并将它包含在 <b> HTML 元素内返回, 用于显示粗体文字.

面向扩展的设计

你可以在任何地方定义扩展函数, 因此可以创建面向扩展的设计. 这样的设计将核心功能与便利但并非必须的功能分离开, 让你的代码易于阅读和维护.

一个很好的例子是 Ktor 库的 HttpClient 类, 它帮助你执行网络请求. 它的核心功能是单个函数 request(), 它的参数是一个 HTTP 请求需要的所有信息 :

class HttpClient {
    fun request(method: String, url: String, headers: Map<String, String>): HttpResponse {
        // 网络代码
    }
}

在实际运用中, 最常用的 HTTP 请求是 GET 或 POST 请求. 库为这些常见的使用场景提供更短的名称是很合理的. 但是, 不需要编写新的网络代码, 只需要特定的请求调用. 换句话说, 这些请求很适用定义为单独的 .get() 和 .post() 扩展函数:

fun HttpClient.get(url: String): HttpResponse = request("GET", url, emptyMap())
fun HttpClient.post(url: String): HttpResponse = request("POST", url, emptyMap())

这些 .get() 和 .post() 函数扩展了 HttpClient 类. 由于它们是在 HttpClient 类的实例上调用的, 也就是使用 HttpClient 类的实例作为接受者, 因此它们可以直接使用来自 HttpClient 类的 request() 函数. 你可以通过这些扩展函数, 使用适当的 HTTP 方法调用 request() 函数, 这样可以简化你的代码, 让代码更加易于理解:

class HttpClient {
    fun request(method: String, url: String, headers: Map<String, String>): HttpResponse {
        println("Requesting $method to $url with headers: $headers")
        return HttpResponse("Response from $url")
    }
}

fun HttpClient.get(url: String): HttpResponse = request("GET", url, emptyMap())

fun main() {
    val client = HttpClient()

    // 直接使用 request(), 发起 GET 请求
    val getResponseWithMember = client.request("GET", "https://example.com", emptyMap())

    // 使用 get() 扩展函数, 发起 GET 请求
    // client 实例是接受者
    val getResponseWithExtension = client.get("https://example.com")
}

在 Kotlin 的标准库和其他库中, 大量使用了这种面向扩展的方案. 例如, String 类有很多扩展函数帮助你处理字符串.

关于扩展函数, 详情请参见扩展.

实际练习

习题 1

编写一个扩展函数, 名为 isPositive, 接受一个整数参数, 判断它是不是正数.

fun Int.// 请在这里编写你的代码

fun main() {
    println(1.isPositive())
    // 输出结果为: true
}

fun Int.isPositive(): Boolean = this > 0 fun main() { println(1.isPositive()) // 输出结果为: true }

习题 2

编写一个扩展函数, 名为 toLowercaseString, 接受一个字符串参数, 返回它的小写形式.

提示: 使用 String 类型的 .lowercase() 函数.

fun // 请在这里编写你的代码

fun main() {
    println("Hello World!".toLowercaseString())
    // 输出结果为: hello world!
}

fun String.toLowercaseString(): String = this.lowercase() fun main() { println("Hello World!".toLowercaseString()) // 输出结果为: hello world! }

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中级教程: 作用域函数

2026/07/11