Kotlin 知識梳理系列文章
Kotlin 知識梳理(1) - Kotlin 基礎
Kotlin 知識梳理(2) - 函數的定義與調用
Kotlin 知識梳理(3) - 類、對象和接口
Kotlin 知識梳理(4) - 數據類、類委托 及 object 關鍵字
Kotlin 知識梳理(5) - lambda 表達式和成員引用
Kotlin 知識梳理(6) - Kotlin 的可空性
Kotlin 知識梳理(7) - Kotlin 的類型系統
Kotlin 知識梳理(8) - 運算符重載及其他約定
Kotlin 知識梳理(9) - 委托屬性
Kotlin 知識梳理(10) - 高階函數：Lambda 作為形參或返回值
Kotlin 知識梳理(11) - 內聯函數
Kotlin 知識梳理(12) - 泛型類型參數
一、本文概要
本文是對<<Kotlin in Action>>的學習筆記，如果需要運行相應的代碼可以訪問在線環境 try.kotlinlang.org，這部分的思維導圖為：
在
Kotlin中，我們可以通過 調用自己代碼中定義的函數，來實現 特定語言結構。這些功能與 特定的函數命名 相關，而不是與特定的類型綁定。例如，如果在你的類中定義了一個名為plus的特殊方法，那么按照約定，就可以在該類的實例上使用+運算符，這種技術稱為 約定。
因為由類實現的接口集是固定的，而Kotlin不能為了實現其他接口而修改現有的類，因此一般 通過擴展函數的機制 來為現有的類增添新的 約定方法，從而適應任何現有的Java類。
二、重載算術運算符
在Kotlin中，使用約定的最直接的例子就是 算術運算符，在Java中，全套的算術運算符只能用于基本數據類型，+運算符可以與String一起使用。下面，我們看一下在Kotlin中，如何使用算術運算符來完成一些其它的事情。
2.1 重載二元運算符
假設已經有一個數據類Point，它包含兩個成員變量，分別是x,y點的坐標值，我們希望通過算術運算符+對兩個Point對象相加之后，能夠得到一個新的Point對象，它的成員變量x,y為原有兩個Point對象的x,y之和。
運行結果為：
在上面的代碼中，我們為
Point類定義了一個擴展函數plus，這樣當我們調用first + second，實際上執行的是first.plus(second)方法來得到一個新的Point對象。這里需要注意的是：用于重載運算符的所有函數都需要 用 operator 關鍵字來標記，用來表示你打算 把這個函數作為相應的約定的實現。
所有可重載的二元算術運算符如下，自定義類型的運算符，基本上和標準數字類型的運算符有著相同的優先級。
-
a * b：times -
a / b：div -
a % b：mod -
a + b：plus -
a - b：minus
運算符函數和 Java
- 當從
Java調用Kotlin運算符非常容易，只需要像普通函數一樣調用即可，例如上面的plus方法。 - 當從
Kotlin調用Java的時候，對于與Kotlin約定匹配的函數（不要求使用operator修飾符，但是參數需要匹配名稱和數量）都可以使用運算符語言來調用。如果Java類定義了一個滿足需求的函數，但是起了一個不同的名稱，可以通過定義一個擴展函數來修正這個函數名用來替代現有的Java方法。
沒有用于位運算的特殊運算符
Kotlin沒有為標準數字類型Int，Long等定義任何位運算符，因此也不允許你為自定類型定義它們。相反，它使用中綴調用語法的函數，可以為自定義類型定義相似的函數，下面我們為Point添加一個and，用于執行位運算。
運行結果為：
這里我們不再使用
operator關鍵字來聲明，而是用infix來定義一個中綴調用語法的函數，其它執行位運算的函數包括：shl、shr、ushr、and、or、xor和inv。
2.2 重載復合賦值運算符
當在定義像plus這樣的函數，Kotlin不止支持+號運算，也支持像+=這樣的 復合賦值運算符。
需要注意，這個只對于可變變量有效，也就是
first要聲明為var。在一些情況下，定義+=運算符可以 修改使用它的變量所引用的對象，但不會重新分配引用，將一個元素添加到可變集合，就是一個很好的例子：
如果你定義了一個返回值為
Unit，名為plusAssign的函數，Kotlin將會在用到+=運算符的地方使用它，其它二元運算符也有命名相似的對應函數：minusAssign、timesAssign等。
當在代碼中用到+=的時候，理論上plus和plusAssign都可能會被調用，如果兩個函數都有定義并且適用，那么編譯器就會報錯，例如下面這樣的定義：
編譯時的錯誤為：
解決方法有兩種：
- 使用 不可變 val 代替可變 var 來修飾
first，這樣plus運算符就不再適用。 - 不要同時為一個類添加
plus和plusAssign運算。如果一個類是 不可變的，那就應該只提供返回一個新值的運算；如果一個類是 可變的，例如構建器，那么只需要提供plusAssign和類似的運算符就夠了。
Kotlin的標準庫支持集合的這兩種方法：
-
+和-運算符總是返回一個新的集合 -
+=和-=運算符用于可變集合時，始終在一個地方修改它們；而它們用于只讀集合時，會返回一個修改過的副本。
作為它們的運算數，可以使用單個元素，也可以使用元素類型一致的其它集合：
運行結果為：
2.3 重載一元運算符
重載一元運算的過程和前面看到的方式相同：用預先定義的一個名稱來聲明函數，并用修飾符operator標記。下面的例子中重載了-a運算符：
運行結果為：
所有可重載的一元算法運算符包括：
-
+a：unaryPlus -
-a：unaryMinus -
!a：not -
++a/a++：inc -
--a/a--：dec
當你定義inc和dec函數來重載自增和自減的運算符時，編譯器自動支持與普通數字類型的前綴、后綴自增運算符相同的語義。例如后綴運算會先返回變量的值，然后才執行++操作。
三、重載比較運算符
與算術運算符一樣，在Kotlin中，可以對任何對象使用比較運算符（==、!=、>和<），而不僅僅限于基本數據類型。
3.1 等號運算符，equals
如果在Kotlin中使用==/!=運算符，它將被轉換成equals方法的調用，和其他運算符不同的是，==和!=可以用于可空運算數，比較a == b會檢查a是否為飛空，如果不是就調用a.equals(b)，完整的調用如下所示：
a?.equals(b) ?: (b == null)
對于data修飾的數據類，equals的實現將會由編譯器自動生成，如果需要手動實現，可以參考下面的做法：
- 比較是否指向同一對象的引用，如果是，那么直接返回
true - 類型如果不同，直接返回
false - 比較作為判斷依據的字段
equals函數之所以被標記為override，這是因為這個方法的實現是在Any類中定義的，而operator關鍵字在基本方法中已經標記了。同時，equals不能實現為擴展函數，因為繼承自Any類的實現始終優先于擴展函數。
3.2 排序運算符 compareTo
在Kotlin中，對于實現了Comparable接口中定義的compareTo方法的類可以按約定調用，比較運算符<、>、<=、>=的使用將被轉換為compareTo，compareTo的返回類型必須為int，也就是說p1 < p2表達式等價于p1.compareTo(p2) < 0。
下面，我們定義一個Person類，讓其根據年齡來比較大小：
運行結果為：
在上面的例子中，我們用到了
Kotlin標準庫函數中的compareValuesBy函數來簡潔地實現compareTo方法，這個函數 接收用來計算比較值的一系列回調，按順序依次調用回調方法，兩兩一組分別做比較：
- 如果值不同，則返回比較結果
- 如果相同，則繼續調用下一個
- 如果沒有更多的回調來調用，則返回
0
這些回調函數可以像lambda一樣傳遞，或者像這里做的一樣，作為屬性引用傳遞。
四、集合與區間的約定
處理集合最常見的操作包含兩種：
- 通過下標來獲取和設置元素，使用語法
a[b]，稱為 下標運算符。 - 檢查元素是否屬于當前集合，使用
in運算符。
4.1 通過下標來訪問元素：get 和 set
在Kotlin中，下標運算符是一種約定，使用下標運算符讀取元素會被轉換為get運算符方法的調用，并且寫入元素將調用set，下面我們為Point類添加類似的方法：
get的參數可以是任何類型，而不止是Int，例如，當你對map使用下標運算符時，參數類型是鍵的類型，它可以是任意類型。還可以定義具有多個參數的get方法，例如如果要實現一個類來表示二維數組或矩陣，你可以定義一個方法，例如operator fun get(rowIndex : Int, colIndex : Int)，然后用matrix[row, col]來調用。
下面，我們再來看一下set的約定方法：
運行結果為：
定義
set函數后，就可以在賦值語句中使用下標運算符，set的最后一個參數用來接收賦值語句中（等號）右邊的值，其他參數作為方括號內的下標。
4.2 in 的約定
集合支持的另一個運算符是in運算符，用于檢查某個對象是否屬于集合，相應的函數叫做contains，下面的例子用于判斷某個點是否處于矩形范圍之內：
運行結果為：
4.3 rangeTo 的約定
要創建一個區間時，使用的是..語法，例如1..10代表所有從1到10的數字，..運算符是調用rangeTo函數的一個簡潔方法。rangeTo返回一個區間，你可以為自己的類定義這個運算符，但是，如果該類實現了Comparable接口，那么就不需要了，你可以通過Kotlin標準庫創建一個任意可比較元素的區間，這個庫定義了可以用于任何可比較元素的rangeTo函數
operator fun <T : Comparable<T>> T.rangeTo(that : T) : ClosedRange<T>
這個函數返回一個區間ClosedRanged，可以用來檢測其它一些元素是否屬于它。
作為例子，我們用LocalData來構建一個日期的區間：
運行結果為：
上面的
now..now.plusDays(10)將會被編譯器轉換為now.rangeTo(now.plusDays(10))，它并不是LocalDate的成員函數，而是Comparable的一個擴展函數。
4.4 在 "for" 循環中使用 "iterator" 的約定
在for循環中使用in運算符表示 執行迭代操作，諸如for(x in list) { }將被轉換成list.iterator()的調用，然后在上面重復調用hasNext和next方法。
運行結果為：
上面用到了 Kotlin 知識梳理(4) - 數據類、類委托 及 object 關鍵字 中介紹的通過
object來實現匿名內部類的知識。
五、解構聲明和組件函數
解構聲明的功能允許你展開單個復合值，并使用它來初始化多個單獨的變量。它再次用到了約定的原理，要在解構聲明中初始化每個變量，將調用名為componentN的函數，其中N是聲明中變量的位置。
對于數據類，編譯器為每個在主構造方法中聲明的屬性生成一個componentN函數，下面的例子顯示了如何手動為非數據類聲明這些功能：
運行結果為：
解構聲明主要使用場景之一，是從一個函數返回多個值，這個非常有用。如果要這樣做，可以定義一個數據類來保存返回所需的值，并將它作為函數的返回類型。在調用函數之后，可以用解構聲明的方式，來輕松的展開它，使用其中的值。
解構聲明不僅可以用作函數中的頂層語句，還可以用在其他可以聲明變量的地方，例如使用in循環來枚舉map中的條目：
運行結果為：
更多文章，歡迎訪問我的 Android 知識梳理系列：
- Android 知識梳理目錄：http://www.lxweimin.com/p/fd82d18994ce
- 個人主頁：http://lizejun.cn
- 個人知識總結目錄：http://lizejun.cn/categories/
