Kotlin——最详细的操作符与操作符重载详解(上)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Kotlin——最详细的操作符与操作符重载详解(上)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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本篇文章为大家详细的介绍Koltin特有的操作符重载。或许对于有编程经验的朋友来说,操作符这个词绝对不陌生,就算没有任何编辑基础的朋友,数学中的算数运算符也绝不陌生。例如(+、-、*、/、>、<、>=、<=)等。而算数运算符是编程语言中的一种操作符而已。就算你没有任何基础,也请你详细的看完这篇文章,我相信你会很有收获的。

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一、约定

所谓预定:即指Kotlin允许我们为自己的类型提供预定义的一组操作符的实现。这些操作符具有固定的符号表示(如 +*)和固定的优先级。为实现这样的操作符,我们为相应的操作类型提供了一个固定名字的成员函数扩展函数。这样的技术,称为约定

因为由类实现的接口集是固定的,而Kotlin不能为了实现其他接口而修改现有的类,因此一般通过扩展函数的机制来实现为现有的类增添新的约定方法,从而适应任何现有的Java类。

具体的实例请继续往下看...

二、操作符与操作符重载

根据操作数据个数的不同,分为两种操作类型:

  1. 一元操作:即指操作数只有一个的情况
  2. 二元操作:即指操作数存在二两或多个的情况。特别说明:在存在多个操作数的情况下,会用复合运算或拆分为多个运算。

2.1、一元操作

一元操作:即指一个操作数的情况,有三种一元操作:

  • + 表示为操作数实现一个正号的意思,其操作数为数值型
  • - 表示为操作数实现一个负号的意思,其操作数为数值型
  • ! 表示取反的意思,其操作数为boolean类型

这里提供一个表格直观的展示:

操作符 重载
+a a.unaryPlus()
-a a.unaryMinus()
!a a.not()

例:

var a = 1
var b = -2
var c = true
var d = false

// Java实现
println("+a = ${+a}\t -a = ${-a}\t !c = ${!c}")
println("+b = ${+b}\t -b = ${-b}\t !d = ${!d}")

// Kotlin实现,值得注意的是Kotlin同样可以实现上面的写法
println("+a = ${a.unaryPlus()}\t -a = ${a.unaryMinus()}\t !c = ${c.not()}")
println("+b = ${b.unaryPlus()}\t -b = ${b.unaryMinus()}\t !d = ${d.not()}")

输出结果为:

+a = 1   -a = -1     !c = false
+b = -2  -b = 2  !d = true
+a = 1   -a = -1     !c = false
+b = -2  -b = 2  !d = true

2.2 二元操作

二元操作:即指操作数存在二两或多个的情况。

2.2.1、简单的二元操作

简单的二元操作有:

  • a + b,表示两个操作数相加,值得注意的是若某一个操作数为String类型时。其返回值为String类型,当且仅当两个操作数都为数值型时,其返回值才会数值型。
  • a - b,表示两个操作数相减,返回值为数值型
  • a * b,表示两个操作数相乘,返回值为数值型
  • a / b,表示两个操作数相除,返回值为数值型
  • a % b,表示两个操作数相除后的余数,官方称之为,即a模以b 。返回值为Int
  • a .. b,表示范围(区间),这里不详细说明,在下面一点的区间操作符一起讲解。

这里提供一个表格直观的展示:

操作符 重载
a + b a.plus(b)
a - b a.minus(b)
a * b a.tiems(b)
a / b a.div(b)
a % b a.rem(b) 或 a.mod(b)
a .. b a.rangTo(b)

这里值得注意的是:a % b的重载为a.rem()a.mod()。不过a.mod()Koltin1.0版本的重载方法,现在已经弃用了,Koltin1.1以及以上版本使用a.rem()重载方法

// 简单的二元操作
val a = 10
val b = 2
val c = "2"
val d = "Kotlin"

// Java实现
println("a + d = " + a + d)
println("c + d = " + c + d)
println("a + b = ${a + b} \t a - b = ${a - b} \t a * b = ${a * b} \t a / b = ${a / b} \t a % b = ${a % b}")

// Kotlin实现,上面同样可以实现
println("a .. b = ${a .. b}")
// println("a + d = ${a + d}") 错误:字符串模板限制只能为数值型

println("a + b = ${a.plus(b)} \t a - b = ${a.minus(b)} \t a * b = ${a.times(b)} \t a / b = ${a.div(b)} \t a % b = ${a.rem(b)} \t a .. d = ${a.rangeTo(b)}")
// println(a.plus(d))  错误:因为第一个操作数`a`限制了其plus()方法的参数,
// println(d.plus(a))  正确:因为plus()方法的参数为超(Any)类型

输出结果为:

a + d = 10Kotlin
c + d = 2Kotlin
a + b = 12   a - b = 8   a * b = 20      a / b = 5   a % b = 0
a .. d = 10..2
a + b = 12   a - b = 8   a * b = 20      a / b = 5   a % b = 0   a .. d = 10..2

在此处贴上Kotlin操作符中plus()函数的源码。

public operator fun plus(other: Byte): Double
public operator fun plus(other: Short): Double
public operator fun plus(other: Int): Double
public operator fun plus(other: Long): Double
public operator fun plus(other: Float): Double
public operator fun plus(other: Double): Double

可以看出,plus()方法只支持数值型。详细的其他操作符重载可以看源码中的Primitives.kt文件。其中的operator修饰符为定义一个重载操作符函数的关键字。在下面会实例讲解。

2.2.2、复合二元操作

复合的二元操作有:

  • a += b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数加上第二个操作数,值得注意的是若某一个操作数为String类型时。其返回值为String类型,当且仅当两个操作数都为数值型时,其返回值才会数值型。
  • a -= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数减去第二个操作数,返回值为数值型
  • a *= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数乘以第二个操作数,返回值为数值型
  • a /= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数除以第二个操作数,返回值为数值型
  • a %= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数模以第二个操作数 。返回值为Int

这里提供一个表格直观的展示:

操作符 表示 重载
a += b a = a + b a = a.plus(b)
a -= b a = a - b a = a.minus(b)
a *= b a = a * b a = a.tiems(b)
a /= b a = a / b a = a.div(b)
a %= b a = a % b a = a.rem(b)
2.2.2.1 普通的二元操作

这里所指的普通,是对操作数为普通的类型而言。

例:Java版本

var b = 2
var a = 10
var c = "Kotlin"

a += b
print("a = $a \t")
// 主要演示字符串的+=
c += a
print("c = $c \t")

a = 10
a -= b
print("a = $a \t")

a = 10
a *= b
print("a = $a \t")

a = 10
a /= b
print("a = $a \t")

a = 10
a += b
print("a = $a \t")

输出结果为:

a = 12  c = Kotlin12    a = 8   a = 20  a = 5   a = 12  

或许你会说这里为什么没有Kotlin的版本呢?你在看官方文档或者其他人一些博客文章的时候可能有这样a += b <=> a.plusAssign()的操作。但是我告诉你a.plusAssign()不是这样用的,你可以看源码知道primitives.kt文件中肯本就不存在plusAssign()这个方法。因为Koltin赋值不是表达式。即 a += b <=> a = a + bKotlin中是a = a.plus(b)

还有一点就是:如果我的第一个操作数定义为val(不可变)类型时,a += b这个表达式会直接爆红。

例:Koltin版本

a = 10
a = a.plus(b)
println("a = $a \t")

a = 10
c = c.plus(a)
print("c = $c \t" )

a = 10
a = a.minus(b)
println("a = $a \t")

a = 10
a = a.times(b)
println("a = $a \t")

a = 10
a = a.div(b)
println("a = $a \t")

a = 10
a = a.rem(b)
println("a = $a \t")

输出结果为:

a = 12  c = Kotlin1210  a = 8   a = 20  a = 5   a = 0   

上面说到了在源码primitievs.kt文件中不存在plusAssign()minusAssign()timesAssign()divAssign()remAssign()这些方法。那为什么官方文档上会存在呢?这里这里不做详解,但是我会在自定义重载操作符方法的时候给大家说明,请大家详细的往下看,一些更高级的操作

2.2.2.2 高级的二元操作

这里的高级二元操作,指的是操作数为一个集合,不过只能使用+=-=。即(plusAssign()minusAssign()

实例讲解:

var arrA = arrayListOf<String>("1","2","3","4")
var arrB = arrayListOf<String>("1","2","3","4")

arrA.plusAssign(arrB)

for (a in arrA){
    print("$a \t")
}

输出结果为:

1   2   3   4   1   2   3   4

源码分析:MutableCollections.kt文件下

/**
 * Adds the specified [element] to this mutable collection.
 */
@kotlin.internal.InlineOnly
public inline operator fun <T> MutableCollection<in T>.plusAssign(element: T) {
    this.add(element)
}

/**
 * Adds all elements of the given [elements] collection to this mutable collection.
 */
@kotlin.internal.InlineOnly
public inline operator fun <T> MutableCollection<in T>.plusAssign(elements: Iterable<T>) {
    this.addAll(elements)
}

结果可以看出,只是调用了集合中我们熟知的add()addAll()remove()等方法。没什么用!

2.3、比较操作

由于篇幅原因,请看Kotlin——你所不知的操作符用法(二)

2.4、位运算操作

由于篇幅原因,请看Kotlin——你所不知的操作符用法(二)

2.4、区间操作

由于篇幅原因,请看Kotlin——你所不知的操作符用法(二)

2.5、集合操作

由于篇幅原因,请看Kotlin——你所不知的操作符用法(二)

三、自定义操作符的重载方法

由于篇幅原因,请看Kotlin——你所不知的操作符用法(二)

四、和Java的对比

由于篇幅原因,请看Kotlin——你所不知的操作符用法(二)

五、总结

这篇文章,主要讲解了Kotlin中常用的操作符以及重载方法。其中的第一部分只是介绍了其概念,在第二节在才开始讲解了其用法及实例说明。重点在于二元操作中的复合运算一节,千万不要被别人的博客和翻译文档所误导。上面的实例都是我一个一个实验过后才写出来的。实践出真理,不然我也不知道这个a += b等所
对应的a.plusAssign(b)等会这么坑。

源代码

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参考

这里参考了别人翻译的官方文档
以及另外一篇很好的博文








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Kotlin扩展函数与重载操作符解析

Kotlin操作符重载:把标准操作加入到任何类中(KAD 17)

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