Kotlin——从无到有系列之中级篇：面向对象的特征与类（class）继承详解

Posted 2020-10-28 jetictors

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在前面的章节中，详细的详解了类的使用，但是由于篇幅的限制，关于类的很多特性都没有讲解到。今天在这篇文章中，详细的讲解Kotlin中类的特性。如果您对Kotlin中的类还没有一个整体的了解的话，请参见我上一篇文章Kotlin——类（class）详解
众所周知，Kotlin是一门面向对象的开发语言。那么他也有面向对象语言的特性。而面向对象的三大特性即封装、继承、多态。这是每一门面向对象语言否具有的特性。今天这一节会着重的讲解Kotlin的继承与Java的不同处和Kotlin独有的特点。

目录

一、面向对象的特征

面向对象的三大特征：封装、继承、多态

由于面向对象的三大特征太过于普通，而且这并不是Kotlin中特有的知识。在这里就不多做描述。

二、Kotlin继承类

在Kotlin中，继承这个特性除了定义关键字,以及所有的父类和Java语言不通之外，其他的其实无太大的差别。不过既然写到了这里，还是从始至终的写完这个特性，如果您有Java的基础，您可以当复习一遍。

2.1、超类(Any)

在Kotlin中，说有的类都是继承与Any类，这是这个没有父类型的类。即当我们定义各类时，它默认是继承与Any这个超类的

例：

class Demo    // 这里定义了一个Demo类，即这个类默认是继承与超类的。

因为Any这个类只是给我们提供了equals()、hashCode()、toString()这三个方法。我们可以看看Any这个类的源码实现：

package kotlin

/**
 * The root of the Kotlin class hierarchy. Every Kotlin class has [Any] as a superclass.
 * 看这个源码注释：意思是任何一个Kotlin的类都继承与这个[Any]类
 */
public open class Any {
    
    // 比较: 在平时的使用中经常用到的equals()函数的源码就在这里额
    public open operator fun equals(other: Any?): Boolean
    
    // hashCode()方法：其作用是返回该对象的哈希值
    public open fun hashCode(): Int
    
    // toString()方法
    public open fun toString(): String
}

从源码可以我们看出，它直接属于kotlin这个包下。并且只定义了上面所示的三个方法。或许你具有Java的编程经验。在我们熟知的Java中，所有的类默认都是继承与Object类型的。而Object这个类除了比Any多了几个方法与属性外，没有太大的区别。不过他们并不是同一个类。这里就不多种讲解了....

从上面源码中所产生的疑惑：类与函数前面都加上了open这个修饰符。那么这个修饰符的作用是什么呢？
其实我们分析可以得出：既然Any类是所有类的父类，那么我们自己要定义一个继承类，跟着Any类的语法与结构就能定义一个继承类。故而，open修饰符是我们定义继承类的修饰符

2.2、定义

2.2.1、继承类的基础使用

• 定义继承类的关键字为：open。不管是类、还是成员都需要使用open关键字。

• 定义格式为：

  open class 类名{
  ...
  open var/val 属性名 = 属性值
  ...
  open fun 函数名()
  ...
  }

例：这里定义一个继承类Demo，并实现两个属性与方法,并且定义一个DemoTest去继承自Demo

open class Demo{

    open var num = 3

    open fun foo() = "foo"

    open fun bar() = "bar"

}

class DemoTest : Demo(){
    // 这里值得注意的是：Kotlin使用继承是使用`:`符号，而Java是使用extends关键字
}

fun main(args: Array<String>) {

    println(DemoTest().num)
    DemoTest().foo()
    DemoTest().bar()

}

输出结果为：

3
foo
bar

分析：从上面的代码可以看出，DemoTest类只是继承了Demo类，并没有实现任何的代码结构。一样可以使用Demo类中的属性与函数。这就是继承的好处。

2.2.2、继承类的构造函数

在上一篇文章中，讲解到了Kotlin类，可以有一个主构造函数，或者多个辅助函数。或者没有构造函数的情况。如果您对Kotlin的构造函数还不了解的情况，请阅读我的上一篇文章Kotlin——类详解。

这里当实现类无主构造函数，和存在主构造函数的情况。

• 无主构造函数

  当实现类无主构造函数时，则每个辅助构造函数必须使用super关键字初始化基类型，或者委托给另一个构造函数。 请注意，在这种情况下，不同的辅助构造函数可以调用基类型的不同构造函数

例：这里举例在android中常见的自定义View实现，我们熟知，当我们指定一个组件是，一般实现继承类(基类型)的三个构造函数。

class MyView : View(){

    constructor(context: Context) : super(context)

    constructor(context: Context, attrs: AttributeSet?) : super(context, attrs)

    constructor(context: Context, attrs: AttributeSet?, defStyleAttr: Int)
        : super(context, attrs, defStyleAttr)
}

可以看出，当实现类无主构造函数时，分别使用了super()去实现了基类的三个构造函数。

• 存在主构造函数

  当存在主构造函数时，主构造函数一般实现基类型中参数最多的构造函数，参数少的构造函数则用this关键字引用即可了。这点在Kotlin——类详解这篇文章是讲解到的。

例：同样以自定义组件为例子

class MyView(context: Context?, attrs: AttributeSet?, defStyleAttr: Int)
    : View(context, attrs, defStyleAttr) {

    constructor(context: Context?) : this(context,null,0)
    
    constructor(context: Context?,attrs: AttributeSet?) : this(context,attrs,0)
}

2.3、函数的重载与重写

在Kotlin中关于函数的重载与重写,和Java中是几乎是一样的，但是这里还是举例来说明一下。

2.3.1、重写函数中的两点特殊用法

不管是Java还是Kotlin，重写基类型里面的方法，则称为重写，或者是覆盖基类型方法。不过这里介绍两点Kotlin一点特殊的地方

1. 当基类中的函数，没有用open修饰符修饰的时候，实现类中出现的函数的函数名不能与基类中没有用open修饰符修饰的函数的函数名相同，不管实现类中的该函数有无override修饰符修饰。读着有点绕，直接看例子你就明白了。

例：

open class Demo{
    fun test(){}   // 注意，这个函数没有用open修饰符修饰
}

class DemoTest : Demo(){
    
    // 这里声明一个和基类型无open修饰符修饰的函数，且函数名一致的函数
    // fun test(){}   编辑器直接报红，根本无法运行程序
    // override fun test(){}   同样报红
}

1. 当一个类不是用open修饰符修饰时，这个类默认是final的。即：

class A{}

等价于

final class A{}   // 注意，则的`final`修饰符在编辑器中是灰色的，因为Kotlin中默认的类默认是final的

那么当一个基类去继承另外一个基类时，第二个基类不想去覆盖掉第一个基类的方法时，第二个基类的该方法使用final修饰符修饰。

例：

open class A{
    open fun foo(){}
}

// B这个类继承类A，并且类B同样使用open修饰符修饰了的
open class B : Demo(){
   
    // 这里使用final修饰符修饰该方法，禁止覆盖掉类A的foo()函数
    final override fun foo(){}
}

2.3.2、方法重载

在文章的开头提到了多态这个特性，方法的重载其实主要体现在这个地方。即函数名相同，函数的参数不同的情况。这一点和Java是相同的

这一点在继承类中同样有效：

例：

open class Demo{
    open fun foo() = "foo"
}

class DemoTest : Demo(){

    fun foo(str: String) : String{
        return str
    }

    override fun foo(): String {
        return super.foo()
    }
}    

fun main(args: Array<String>) {
    println(DemoTest().foo())
    DemoTest().foo("foo的重载函数")
}

输出结果为：

foo
foo的重载函数

2.4、重写属性

• 重写属性和重写方法其实大致是相同的，但是属性不能被重载。
• 重写属性即指：在基类中声明的属性，然后在其基类的实现类中重写该属性，该属性必须以override关键字修饰，并且其属性具有和基类中属性一样的类型。且可以重写该属性的值（Getter）

例：

open class Demo{
    open var num = 3
}

class DemoTest : Demo(){
    override var num: Int = 10
}

2.4.1、重写属性中，val与var的区别

这里可以看出重写了num这个属性，并且为这个属性重写了其值为10
但是，还有一点值得我们注意：当基类中属性的变量修饰符为val的使用，其实现类可以用重写属性可以用var去修饰。反之则不能。

例：

open class Demo{
    open val valStr = "我是用val修饰的属性"
}

class DemoTest : Demo(){

    /*
     * 这里用val、或者var重写都是可以的。
     * 不过当用val修饰的时候不能有setter()函数，编辑器直接会报红的
     */
    
    // override val valStr: String
    //   get() = super.valStr

    // override var valStr: String = ""
    //   get() = super.valStr

    // override val valStr: String = ""

    override var valStr: String = "abc"
        set(value){field = value}
}

fun main(arge: Array<String>>){
    println(DemoTest().valStr)

    val demo = DemoTest()
    demo.valStr = "1212121212"
    println(demo.valStr)
}

输出结果为：

abc
1212121212

2.4.2、Getter()函数慎用super关键字

在这里值得注意的是，在实际的项目中在重写属性的时候不用get() = super.xxx,因为这样的话，不管你是否重新为该属性赋了新值，还是支持setter(),在使用的时候都调用的是基类中的属性值。

例： 继上面中的例子

class DemoTest : Demo(){

    /*
     * 这里介绍重写属性是，getter()函数中使用`super`关键字的情况
     */
    
    override var valStr: String = "abc"、
        get() = super.valStr
        set(value){field = value}
}

fun main(arge: Array<String>>){
    println(DemoTest().valStr)

    val demo = DemoTest()
    demo.valStr = "1212121212"
    println(demo.valStr)
}

输出结果为：

我是用val修饰的属性
我是用val修饰的属性

切记：重写属性的时候慎用super关键字。不然就是上面例子的效果

2.4.3、在主构造函数中重写

这一点和其实在接口类的文章中讲解过了，不清楚的可以去参见Kotlin——枚举类（Enum）、接口类（Interface）详解。

例：基类还是上面的例子

class DemoTest2(override var num: Int, override val valStr: String) : Demo()

fun main(args: Array<String>){
    val demo2 = DemoTest2(1,"构造函数中重写")
    println("num = ${demo2.num} \\t valStr = ${demo2.valStr}")
}

输出结果为：

num = 1      valStr = 构造函数中重写

2.5、覆盖规则

这里的覆盖规则，是指实现类继承了一个基类，并且实现了一个接口类，当我的基类中的方法、属性和接口类中的函数重名的情况下，怎样去区分实现类到底实现哪一个中的属性或属性。
这一点和一个类同时实现两个接口类，而两个接口都用同样的属性或者函数的时候是一样的。在接口类这篇文章中已经讲解过，您可以参见Kotlin——枚举类（Enum）、接口类（Interface）详解。

例：

open class A{
    open fun test1(){ println("基类A中的函数test1()") }

    open fun test2(){println("基类A中的函数test2()")}
}

interface B{
    fun test1(){ println("接口类B中的函数test1()") }

    fun test2(){println("接口类B中的函数test2()")}
}

class C : A(),B{
    override fun test1() {
        super<A>.test1()
        super<B>.test1()
    }

    override fun test2() {
        super<A>.test2()
        super<B>.test2()
    }
}

总结

对于Kotlin中继承类这一个知识点，在项目中用到的地方是很常见的。当你认真的学习完上面的内容，我相信你可以能很轻易的用于项目中，不过对一个类来说，继承的代价较高，当实现一个功能不必用到太多的集成属性的时候，可以用对象表达式这一个高级功能去替代掉继承。
如果你有过其他面向对象语言的编程经验的话，你只要掌握其关键字、属性/函数重写、以及覆盖规则这三个知识点就可以了。

源代码

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