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中级:对象

在本章节中,你将通过探索对象声明来扩展对类的理解。这些知识将帮助你高效管理项目中的行为。

对象声明

在 Kotlin 中,你可以使用 对象声明 来声明一个只包含单个实例的类。从某种意义上说,你是在_同时_声明类并创建该单个实例。当你想创建一个类作为程序的单一引用点或协调整个系统的行为时,对象声明非常有用。

只包含一个且易于访问的实例的类称为单例

Kotlin 中的对象是惰性的,这意味着它们只在被访问时创建。Kotlin 还确保所有对象都以线程安全的方式创建,因此你无需手动检测此项。

要创建对象声明,请使用 object 关键字:

kotlin
object DoAuth {}

在你的 object 名称后面,在由花括号 {} 定义的对象体中添加任何属性或成员函数。

对象不能有构造函数,因此它们不像类那样有头部。

例如,假设你想创建一个名为 DoAuth 的对象,它负责身份验证:

kotlin
object DoAuth {
    fun takeParams(username: String, password: String) {
        println("input Auth parameters = $username:$password")
    }
}

fun main(){
    // 对象在 takeParams() 函数首次调用时创建
    DoAuth.takeParams("coding_ninja", "N1njaC0ding!")
    // input Auth parameters = coding_ninja:N1njaC0ding!
}

该对象有一个名为 takeParams 的成员函数,它接受 usernamepassword 变量作为参数,并向控制台输出一个字符串。DoAuth 对象仅在函数首次调用时创建。

对象可以继承自类和接口。例如:

kotlin
interface Auth {
    fun takeParams(username: String, password: String)
}

object DoAuth : Auth {
    override fun takeParams(username: String, password: String) {
        println("input Auth parameters = $username:$password")
    }
}

数据对象

为了更方便地打印对象声明的内容,Kotlin 提供了 数据对象。与你在初级教程中了解到的数据类类似,数据对象会自动附带额外的成员函数:toString()equals()

与数据类不同,数据对象不会自动附带 copy() 成员函数,因为它们只包含一个无法被复制的实例。

要创建数据对象,使用与对象声明相同的语法,但在其前面加上 data 关键字:

kotlin
data object AppConfig {}

例如:

kotlin
data object AppConfig {
    var appName: String = "My Application"
    var version: String = "1.0.0"
}

fun main() {
    println(AppConfig)
    // AppConfig
    
    println(AppConfig.appName)
    // My Application
}

关于数据对象的更多信息,请参见

伴生对象

在 Kotlin 中,一个类可以拥有一个对象:一个伴生对象。每个类只能有一个伴生对象。伴生对象仅在它的类首次被引用时创建。

在伴生对象内部声明的任何属性或函数都在所有类实例之间共享。

要在类中创建伴生对象,使用与对象声明相同的语法,但在其前面加上 companion 关键字:

kotlin
companion object Bonger {}

伴生对象不必有名称。如果你不定义名称,默认值为 Companion

要访问伴生对象的任何属性或函数,请引用类名。例如:

kotlin
class BigBen {
    companion object Bonger {
        fun getBongs(nTimes: Int) {
            repeat(nTimes) { print("BONG ") }
            }
        }
    }

fun main() {
    // 伴生对象在类首次被引用时创建。
    BigBen.getBongs(12)
    // BONG BONG BONG BONG BONG BONG BONG BONG BONG BONG BONG BONG 
}

此示例创建了一个名为 BigBen 的类,其中包含一个名为 Bonger 的伴生对象。该伴生对象有一个名为 getBongs() 的成员函数,它接受一个整数,并向控制台输出 "BONG" 与该整数相同的次数。

main() 函数中,通过引用类名来调用 getBongs() 函数。伴生对象在此时创建。getBongs() 函数传入实参 12

关于更多信息,请参见

练习

练习 1

你经营一家咖啡店,并拥有一个客户订单追踪系统。请看下面的代码,并完成第二个数据对象的声明,以便 main() 函数中的以下代码成功运行:

kotlin
interface Order {
    val orderId: String
    val customerName: String
    val orderTotal: Double
}

data object OrderOne: Order {
    override val orderId = "001"
    override val customerName = "Alice"
    override val orderTotal = 15.50
}

data object // 请在此处编写你的代码

fun main() {
    // 打印每个数据对象的名称
    println("Order name: $OrderOne")
    // Order name: OrderOne
    println("Order name: $OrderTwo")
    // Order name: OrderTwo

    // 检测订单是否相同
    println("Are the two orders identical? ${OrderOne == OrderTwo}")
    // Are the two orders identical? false

    if (OrderOne == OrderTwo) {
        println("The orders are identical.")
    } else {
        println("The orders are unique.")
        // The orders are unique.
    }

    println("Do the orders have the same customer name? ${OrderOne.customerName == OrderTwo.customerName}")
    // Do the orders have the same customer name? false
}
示例方案
kotlin
interface Order {
    val orderId: String
    val customerName: String
    val orderTotal: Double
}

data object OrderOne: Order {
    override val orderId = "001"
    override val customerName = "Alice"
    override val orderTotal = 15.50
}

data object OrderTwo: Order {
    override val orderId = "002"
    override val customerName = "Bob"
    override val orderTotal = 12.75
}

fun main() {
    // 打印每个数据对象的名称
    println("Order name: $OrderOne")
    // Order name: OrderOne
    println("Order name: $OrderTwo")
    // Order name: OrderTwo

    // 检测订单是否相同
    println("Are the two orders identical? ${OrderOne == OrderTwo}")
    // Are the two orders identical? false

    if (OrderOne == OrderTwo) {
        println("The orders are identical.")
    } else {
        println("The orders are unique.")
        // The orders are unique.
    }

    println("Do the orders have the same customer name? ${OrderOne.customerName == OrderTwo.customerName}")
    // Do the orders have the same customer name? false
}
练习 2

创建一个对象声明,它继承自 Vehicle 接口,以创建独特的载具类型:FlyingSkateboard。在你的对象中实现 name 属性和 move() 函数,以便 main() 函数中的以下代码成功运行:

kotlin
interface Vehicle {
    val name: String
    fun move(): String
}

object // 请在此处编写你的代码

fun main() {
    println("${FlyingSkateboard.name}: ${FlyingSkateboard.move()}")
    // Flying Skateboard: Glides through the air with a hover engine
    println("${FlyingSkateboard.name}: ${FlyingSkateboard.fly()}")
    // Flying Skateboard: Woooooooo
}
示例方案
kotlin
interface Vehicle {
    val name: String
    fun move(): String
}

object FlyingSkateboard : Vehicle {
    override val name = "Flying Skateboard"
    override fun move() = "Glides through the air with a hover engine"

   fun fly(): String = "Woooooooo"
}

fun main() {
    println("${FlyingSkateboard.name}: ${FlyingSkateboard.move()}")
    // Flying Skateboard: Glides through the air with a hover engine
    println("${FlyingSkateboard.name}: ${FlyingSkateboard.fly()}")
    // Flying Skateboard: Woooooooo
}
练习 3

你有一个应用,想记录温度。类本身以摄氏度存储信息,但你希望提供一种简便的方式来创建华氏度实例。完成数据类,以便 main() 函数中的以下代码成功运行:

提示
使用伴生对象。
kotlin
data class Temperature(val celsius: Double) {
    val fahrenheit: Double = celsius * 9 / 5 + 32

    // 请在此处编写你的代码
}

fun main() {
    val fahrenheit = 90.0
    val temp = Temperature.fromFahrenheit(fahrenheit)
    println("${temp.celsius}°C is $fahrenheit °F")
    // 32.22222222222222°C is 90.0 °F
}
示例方案
kotlin
data class Temperature(val celsius: Double) {
    val fahrenheit: Double = celsius * 9 / 5 + 32

    companion object {
        fun fromFahrenheit(fahrenheit: Double): Temperature = Temperature((fahrenheit - 32) * 5 / 9)
    }
}

fun main() {
    val fahrenheit = 90.0
    val temp = Temperature.fromFahrenheit(fahrenheit)
    println("${temp.celsius}°C is $fahrenheit °F")
    // 32.22222222222222°C is 90.0 °F
}