运算符重载
Kotlin 允许你为类型上预定义的一组运算符提供自定义实现。这些运算符具有预定义的符号表示(如 + 或 *)和优先级。要实现一个运算符,请为相应的类型提供一个具有特定名称的成员函数或扩展方法。该类型将成为二元运算的左侧类型以及一元运算的实参类型。
要重载运算符,需使用 operator 修饰符标记相应的函数:
interface IndexedContainer {
operator fun get(index: Int)
}在重写你的运算符重载时,可以省略 operator:
class OrdersList: IndexedContainer {
override fun get(index: Int) { /*...*/ }
}一元运算
一元前缀运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
+a | a.unaryPlus() |
-a | a.unaryMinus() |
!a | a.not() |
这张表说明,当编译器处理例如表达式 +a 时,它会执行以下步骤:
- 确定
a的类型,假设为T。 - 在接收者
T中查找带有operator修饰符且无参数的函数unaryPlus(),它可以是成员函数或扩展方法。 - 如果该函数不存在或存在歧义,则会导致编译错误。
- 如果该函数存在且其返回值类型为
R,则表达式+a的类型为R。
这些运算以及所有其他运算,都针对基本类型进行了优化,不会为它们引入函数调用的开销。
例如,以下是你如何重载一元负号运算符:
data class Point(val x: Int, val y: Int)
operator fun Point.unaryMinus() = Point(-x, -y)
val point = Point(10, 20)
fun main() {
println(-point) // 输出 "Point(x=-10, y=-20)"
}自增与自减
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a++ | a.inc() + 详见下文 |
a-- | a.dec() + 详见下文 |
inc() 和 dec() 函数必须返回一个值,该值将被赋值给使用 ++ 或 -- 运算的变量。它们不应修改调用 inc 或 dec 的对象。
编译器执行以下步骤来解析 后缀 形式的运算符,例如 a++:
- 确定
a的类型,假设为T。 - 查找带有
operator修饰符且无参数的函数inc(),该函数适用于类型为T的接收者。 - 检查函数的返回值类型是否是
T的子类型。
计算表达式的效果是:
- 将
a的初始值存储到临时存储区a0。 - 将
a0.inc()的结果赋值给a。 - 返回
a0作为表达式的结果。
对于 a--,其步骤完全类比。
对于 前缀 形式 ++a 和 --a,解析方式相同,效果为:
- 将
a.inc()的结果赋值给a。 - 返回
a的新值作为表达式的结果。
二元运算
算术运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a + b | a.plus(b) |
a - b | a.minus(b) |
a * b | a.times(b) |
a / b | a.div(b) |
a % b | a.rem(b) |
a..b | a.rangeTo(b) |
a..<b | a.rangeUntil(b) |
对于此表中的运算,编译器只是将表达式解析为“转换为”列中的调用。
下面是一个示例 Counter 类,它从给定值开始,并可以使用重载的 + 运算符进行递增:
data class Counter(val dayIndex: Int) {
operator fun plus(increment: Int): Counter {
return Counter(dayIndex + increment)
}
}in 运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a in b | b.contains(a) |
a !in b | !b.contains(a) |
对于 in 和 !in,处理过程相同,但实参的顺序相反。
索引访问运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a[i] | a.get(i) |
a[i, j] | a.get(i, j) |
a[i_1, ..., i_n] | a.get(i_1, ..., i_n) |
a[i] = b | a.set(i, b) |
a[i, j] = b | a.set(i, j, b) |
a[i_1, ..., i_n] = b | a.set(i_1, ..., i_n, b) |
方括号会被转换为对 get 和 set 的调用,并带有相应数量的实参。
invoke 运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a() | a.invoke() |
a(i) | a.invoke(i) |
a(i, j) | a.invoke(i, j) |
a(i_1, ..., i_n) | a.invoke(i_1, ..., i_n) |
圆括号会被转换为对 invoke 的调用,并带有相应数量的实参。
复合赋值
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a += b | a.plusAssign(b) |
a -= b | a.minusAssign(b) |
a *= b | a.timesAssign(b) |
a /= b | a.divAssign(b) |
a %= b | a.remAssign(b) |
对于赋值运算,例如 a += b,编译器会执行以下步骤:
- 如果右列中的函数可用:
- 如果相应的二元函数(即
plusAssign()对应的plus())也可用,且a是一个可变变量,且plus的返回值类型是a类型的子类型,则报告错误(歧义)。 - 确保其返回值类型为
Unit,否则报告错误。 - 生成
a.plusAssign(b)的代码。
- 如果相应的二元函数(即
- 否则,尝试生成
a = a + b的代码(这包括类型检查:a + b的类型必须是a的子类型)。
在 Kotlin 中,赋值不是表达式。
相等与不等运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a == b | a?.equals(b) ?: (b === null) |
a != b | !(a?.equals(b) ?: (b === null)) |
这些运算符仅适用于函数 equals(other: Any?): Boolean,你可以重写该函数以提供自定义的相等性检查实现。任何其他同名函数(如 equals(other: Foo))都会被忽略。
当 == 表达式中两个操作数都不直接与 null 比较,且比较的不是两个浮点类型时,Kotlin 会调用 .equals()。否则,对于直接的 null 比较,Kotlin 使用 ===;对于非 null 的浮点值比较,则按数值进行。
===和!==(引用相等检查)是不可重载的,因此它们没有约定。
比较运算符
| 表达式 | 转换为 |
|---|---|
a > b | a.compareTo(b) > 0 |
a < b | a.compareTo(b) < 0 |
a >= b | a.compareTo(b) >= 0 |
a <= b | a.compareTo(b) <= 0 |
所有比较都会转换为对 compareTo 的调用,该函数要求返回 Int。
属性委托运算符
provideDelegate、getValue 和 setValue 运算符函数在委托属性中详细说明。
具名函数的中缀调用
你可以通过使用中缀函数调用来模拟自定义的中缀运算。
