Kotlin入门(12)类的概貌与构造

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上一篇文章提到泛型函数appendString是在类外面定义，这不免使人疑惑，类里面又该怎样定义成员函数呢？为解答这个疑问，接下来的几篇文章将好好描述一下Kotlin如何操作类及其对象，本篇文章先对类的定义进行说明并加以运用。

之前我们已经多次见过的类MainActivity，在Java代码中该类的写法如下所示：

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
}

而对应的Kotlin代码是下面这样的：

class MainActivity : AppCompatActivity() {
}

根据上述代码简单地比较，Kotlin对类的写法与Java之间有以下几点区别：
1、Kotlin省略了关键字public；
2、Kotlin用冒号“:”代替extends，也就是通过冒号表示继承关系；
3、Kotlin进行继承时，父类后面多了括号“()”；
表面上二者区别不大，其实类这部分大有玄机，真正用Kotlin实现的话让人出乎意料，接下来且待笔者细细道来。

从最简单的类定义开始，下面是名为Animal的动物类定义代码：

class Animal {
    //类的初始化函数
    init {
        //Kotlin使用println替换Java的System.out.println
        println("Animal：这是个动物的类")
    }
}

对应为Animal类创建实例的代码如下：

    btn_class_simple.setOnClickListener {
        //var animal: Animal = Animal()
        //因为根据等号后面的构造函数已经明确知道这是个Animal的实例
        //所以声明对象时可以不用指定它的类型
        var animal = Animal()
        tv_class_init.text = "简单类的初始化结果见日志"
    }

然后继续给Kotlin找茬，不费多少功夫又发现了它跟Java的三点不同之处：
1、Kotlin初始化函数（看似构造函数？）的名字叫init，不像Java那样把类名作为构造函数的名称；
2、Kotlin打印日志使用了类似C语言的println方法，而非Java的System.out.println；
3、Kotlin创建实例时省略了关键字new；

既然Kotlin把init当作初始化函数，那么是否意味着，构造函数的参数应该添加在init名称后面？可事情往往不是你想的那样，Kotlin作为新时代的编程语言，它的设计总是突破常规。前面介绍函数的时候，提到Kotlin把函数看成是一种特殊的变量，至于类某种意义上算是一种特殊的函数。所以构造函数的输入参数得直接加到类名后面，而init函数仅仅表示创建类实例之时的初始化动作，下面是添加了入参的类定义代码：

//如果主构造函数没有注解说明，则类名后面的constructor可以省略
//class AnimalMain (context:Context, name:String) {
class AnimalMain constructor(context:Context, name:String) {
    init {
        context.toast("这是只$name");
    }
}

然而以上代码似乎存在着问题，因为一个类可能会有多个构造函数，像自定义视图常常需要定义三个构造函数，下面便是某个自定义视图的Java代码例子：

public class CustomView extends View {
    public CustomView(Context context) {
        super(context);
    }

    public CustomView(Context context,AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
    }
    
    public CustomView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
    }
}

对于上述这种存在多个构造函数的情况，Java可以通过覆写带不同参数的构造函数来实现，那么Kotlin已经在类名后面指明了固定数量的入参，又该如何表示拥有其它参数的构造函数？针对这个疑点，Kotlin引入了主构造函数与二级构造函数的概念，上面演示的只是主构造函数，它分为两部分：跟在类名后面的参数是主构造函数的入参，同时init方法是主构造函数的内部代码。至于二级构造函数，则可以在类内部直接书写完整的函数表达式，为了让读者有更直观的认识，下面先贴出一段包含二级构造函数的Kotlin类定义代码：

class AnimalMain constructor(context:Context, name:String) {
    init {
        context.toast("这是只$name");
    }

    constructor(context:Context, name:String, sex:Int) : this(context, name) {
        var sexName:String = if(sex==0) "公" else "母"
        context.toast("这只${name}是${sexName}的");
    }
}

从上可以看出，二级构造函数和普通函数相比有两个区别：

1、二级构造函数没有函数名称，只用关键字constructor表示这是个构造函数。
2、二级构造函数需要调用主构造函数，“this(context, name)”这句代码在Java中要写在函数体内部，在Kotlin中则以冒号开头补充到输入参数后面，这意味着二级构造函数实际上是从主构造函数扩展而来，冒号表示前边属于后边的类型，犹如“var count:Int”一般。
由此看来，因为二级构造函数从属于主构造函数，于是如果使用二级构造函数声明该类的实例，则系统会先调用主构造函数的init代码，再调用二级构造函数的自身代码。现在若想声明AnimalMain类的实例，即可通过主构造函数声明，也可通过二级构造函数声明，具体的声明代码如下所示：

    btn_class_main.setOnClickListener {
        setAnimalInfo()
        when (count%2) {
            0 -> { var animal = AnimalMain(this, animalName) }
            else -> { var animal = AnimalMain(this, animalName, animalSex) }
        }
    }

不过在测试过程中发现，通过二级构造函数声明实例有个问题，就是toast会弹窗两次。原因是主构造函数的init方法已经弹窗，然后二级构造函数自身再次弹窗，看来这么做并不完美，能否不要强制调用主构造函数呢？为了解决该问题，Kotlin设定了主构造函数不是必需的，也就是说，某个类可以把几个构造函数都放在类内部定义，就去掉了主构造函数，据此修改之后的类代码如下：

class AnimalSeparate {
    constructor(context:Context, name:String) {
        context.toast("这是只$name");
    }

    constructor(context: Context, name:String, sex:Int) {
        var sexName:String = if(sex==0) "公" else "母"
        context.toast("这只${name}是${sexName}的");
    }
}

这样一来，新类AnimalSeparate便不存在主构造函数了，它的两个二级构造函数之间没有从属关系，它们各自的函数代码是互相独立的。无论通过哪个构造函数声明类的实例，都只会调用这个构造函数的代码，而不会像之前那样去调用主构造函数的代码了。

未料如此折腾一番，隐隐感觉哪里不对劲，猛然发现改来改去，AnimalSeparate类依旧完整写着两个构造函数，这么做跟Java的构造函数写法又有什么区别呢？无非是把类名换成了关键字constructor，其它地方仍然换汤不换药。Kotlin的宗旨是化繁为简，没想到结果却返璞归真了，真是令人吓出一身冷汗。客官莫急，倘若Kotlin黔驴技穷，那么它根本没资格挑战Java，所以肯定是有办法的。不知读者是否还记得前面介绍函数时说到的默认参数？类的构造函数同样也能添加默认参数。
注意到AnimalSeparate类的两个构造函数只是相差一个输入参数，所以完全可以把它们合并成一个带默认参数的主构造函数，新的主构造函数既可以输入两个参数，又可以输入三个参数。如果利用带两个入参的主构造函数创建实例，则形同调用了原来的第一个构造函数“constructor(context:Context, name:String)”；如果利用带三个入参的主构造函数创建实例，则形同调用了原来的第二个构造函数“constructor(context: Context, name:String, sex:Int)”。下面即为采取默认参数的类定义代码：

//类的主构造函数使用了默认参数
class AnimalDefault (context: Context, name:String, sex:Int = 0) {
    init {
        var sexName:String = if(sex==0) "公" else "母"
        context.toast("这只${name}是${sexName}的");
    }
}

这下看起来简洁了许多，新类AnimalDefault用起来也毫不费事，之前的实例创建代码只消换个类名就好，完全无缝对接。具体的调用代码如下所示：

    btn_class_default.setOnClickListener {
        setAnimalInfo()
        when (count%2) {
            0 -> { var animal = AnimalDefault(this, animalName) }
            else -> { var animal = AnimalDefault(this, animalName, animalSex) }
        }
    }

总结一下，Kotlin给类的构造函数引进了关键字constructor，并且区分了主构造函数和二级构造函数。主构造函数的入参在类名后面声明，函数体则位于init方法中；二级构造函数从属于主构造函数，它不但由主构造函数扩展而来，而且必定先调用主构造函数的实现代码。另外，Kotlin的构造函数也支持默认参数，从而避免了冗余的构造函数定义。

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