中級：擴展函數

擴展函數
作用域函數
帶有接收者的 Lambda 表達式
類別與介面
物件
開放類別與特殊類別
屬性
空值安全
函式庫與 API

在本章中，您將探索特殊的 Kotlin 函數，它們能讓您的程式碼更簡潔、更易讀。了解它們如何幫助您使用高效的設計模式，將您的專案提升到新的水平。

擴展函數

在軟體開發中，您經常需要在不更改原始程式碼的情況下修改程式的行為。例如，在您的專案中，您可能希望為來自第三方函式庫的類別添加額外功能。

擴展函數允許您為類別擴展額外功能。您呼叫擴展函數的方式與呼叫類別的成員函數相同，使用一個句點 .。

在介紹擴展函數的完整語法之前，您需要了解接收者 (receiver) 是什麼。 接收者是函數被呼叫的對象。換句話說，接收者是資訊共享的目標。

在此範例中，main() 函數呼叫了 .first() 函數來回傳列表中第一個元素。 .first() 函數是針對 readOnlyShapes 變數呼叫的，因此 readOnlyShapes 變數是接收者。

要建立擴展函數，請撰寫您要擴展的類別名稱，後跟一個 . 和您的函數名稱。然後繼續撰寫函數宣告的其餘部分，包括其引數和回傳類型。

例如：

fun String.bold(): String = "<b>$this</b>"

fun main() {
    // "hello" 是接收者
    println("hello".bold())
    // <b>hello</b>
}

在此範例中：

• String 是被擴展的類別，也稱為接收者類型。
• bold 是擴展函數的名稱。
• .bold() 擴展函數的回傳類型是 String。
• "hello"，一個 String 的實例，是接收者物件。
• 接收者在函數體內部透過 關鍵字：this 來存取。
• 字串模板 ($this) 用來存取 this 的值。
• .bold() 擴展函數接收一個字串並將其包裝在 <b> HTML 元素中，以顯示粗體文字。

擴展導向設計

您可以將擴展函數定義在任何位置，這使您能夠建立擴展導向設計。這些設計將核心功能與有用但非必要的功能分開，使您的程式碼更易於閱讀和維護。

一個很好的例子是來自 Ktor 函式庫的 HttpClient 類別，它有助於執行網路請求。其核心功能是單一的 request() 函數，它接收 HTTP 請求所需的所有資訊：

class HttpClient {
    fun request(method: String, url: String, headers: Map<String, String>): HttpResponse {
        // 網路程式碼
    }
}

在實踐中，最受歡迎的 HTTP 請求是 GET 或 POST 請求。對於函式庫來說，為這些常見用例提供較短的名稱是合理的。然而，這些不需要撰寫新的網路程式碼，只需要特定的 request 呼叫。換句話說，它們是定義為單獨的 .get() 和 .post() 擴展函數的完美候選者：

fun HttpClient.get(url: String): HttpResponse = request("GET", url, emptyMap())
fun HttpClient.post(url: String): HttpResponse = request("POST", url, emptyMap())

這些 .get() 和 .post() 函數會呼叫 request() 函數並帶有正確的 HTTP 方法，因此您不必這麼做。它們簡化了您的程式碼並使其更易於理解：

class HttpClient {
    fun request(method: String, url: String, headers: Map<String, String>): HttpResponse {
        println("Requesting $method to $url with headers: $headers")
        return HttpResponse("Response from $url")
    }
}

fun HttpClient.get(url: String): HttpResponse = request("GET", url, emptyMap())

fun main() {
    val client = HttpClient()

    // 直接使用 request() 進行 GET 請求
    val getResponseWithMember = client.request("GET", "https://example.com", emptyMap())

    // 使用 get() 擴展函數進行 GET 請求
    // 客戶端實例是接收者
    val getResponseWithExtension = client.get("https://example.com")
}

這種擴展導向的方法在 Kotlin 的 標準函式庫 和其他函式庫中被廣泛使用。例如，String 類別有許多 擴展函數 可幫助您處理字串。

有關擴展函數的更多資訊，請參閱 擴展。

練習

練習 1

撰寫一個名為 isPositive 的擴展函數，它接收一個整數並檢查它是否為正數。

fun Int.// Write your code here

fun main() {
    println(1.isPositive())
    // true
}

範例解答

fun Int.isPositive(): Boolean = this > 0

fun main() {
    println(1.isPositive())
    // true
}

練習 2

撰寫一個名為 toLowercaseString 的擴展函數，它接收一個字串並回傳其小寫版本。

提示

使用 String 類型的 .lowercase() 函數。

fun // Write your code here

fun main() {
    println("Hello World!".toLowercaseString())
    // hello world!
}

範例解答

fun String.toLowercaseString(): String = this.lowercase()

fun main() {
    println("Hello World!".toLowercaseString())
    // hello world!
}