[移动开发]Kotlin中的面向对象编程

Kotlin和Java一样是面向对象的，面向对象简单的说就是把现实中的事物都抽象为“对象”。每个对象是唯一的，且都可以拥有它的属性与行为。我们就可以通过调用这些对象的方法、属性去解决问题。

一、类和对象

class Person {
    var name=""
    var age=0
    fun eat(){
        println(name+"is eating. He is "+age+"years old.")
    }


}

fun main() {
    val person = Person()
    person.name="Jack"
    person.age=19
    person.eat()
}

Kotlin实例化一个类的方式和Java基本相似，只是去掉了new关键字而已。

二、继承与构造函数

新建Student类

class Student {

    var sno="";
    var grade=0;
}

这个时候如果想让Student类继承Person类，需要做两件事
第一件事：让Person类可继承，在Kotlin中任何一个非抽象类默认都是不可以被继承的，相当于java中给类声明了final关键字。之所以这么设计，其实还和val关键字差不多，因为类和变量一样，最好都是不可变的，一个类如果允许被继承的话，它无法预估子类会如何实现，因此可能存在一些未知的风险。Effective Java这本书就明确规定了，如果一个类不是专门为继承而设计的，就应该加上final声明，禁止它可以被继承。
既然现在Person类是无法被继承的，我们只需在Person类的前面加个open关键字就可以了

open class Person { 
}

这样Person类就允许被继承了
第二件事：让Student类继承Person类。在java中继承的关键字是extends，而在Kotlin中变成一个冒号，写法如下：

class Student :Person(){//继承Person类

    var sno="";
    var grade=0;
}

继承的写法只是替换一下关键字的话，倒也是挺简单的，但是为什么Person类的后面要加上一对括号呢?
这个时候涉及到了Kotlin的主构造函数和次构造函数。
主构造函数：
每个类默认都会有一个不带参数的主构造函数，当然你也可以显式地给它指明参数。主构造函数的特点是没有函数体，直接定义在类名后面即可。
比如下面这种写法：

class Student(sno:String,grade:Int) : Person() {//继承Person类
    var sno="";
    var grade=0;
}

这里我们将学号和年纪这两个字段都放到了主构造函数当中，这就表明在对Student类进行实例化的时候，必须传入构造函数中要求的参数。

 val student = Student("a123",5)

这样我们就创建了一个Student的对象，同时指定该学生的学号是a123，年级是5。
这个时候由于主构造函数没有函数体，如果我想在主构造函数中编写一些逻辑，可以使用init结构体，所有主构造函数中的逻辑都可以写在里面。

class Student(sno:String,grade:Int) : Person() {//继承Person类
    var sno="";
    var grade=0;
    init {
        println("sno is "+sno)
        println("grade is "+grade)
    }
}

这个时候如果你去创建一个Student类的实例，一定会将构造函数中传入的值打印出来。
根据继承特性规定：子类的构造函数必须调用父类的构造函数，可是主构造函数没有函数体，我们怎么去调用父类的构造函数呢？可能会去init结构体中调用，当在绝大多数场景中，我们不需要编写init结构体的。
Kotlin中子类的主构造函数调用父类中的哪个构造函数，在继承的时候通过括号来指定。例如：

class Student(sno:String,grade:Int) : Person() {
}

在这里Person类后面的一对空括号表示Student类的主构造函数在初始化的时候会调用Person类的无参构造函数，即时在无参数的情况下，这对括号也不能省略。
我们将Person改造一下，将姓名和年龄都放到主构造函数当中，如下：

open class Person(name:String,age:Int) {
}

此时由于Person类后面的空括号表示要求调用Person类中无参的构造函数，但是Person类现在已经没有无参的构造函数了，所以就提示了上述错误。

我们可以在Person类的主构造函数中加入name和age这两个参数，再将这两个参数传给Person类的构造函数，代码如下：

class Student(sno:String,grade:Int) : Person(sno,grade) {
}

通过如下代码创建一个Student类的实例

  val student = Student("Lisa",5,"Mike",19)

主构造函数基本上就这些，接下来次构造函数
次构造函数：
任何一个类只能有主构造函数，但是可以有多个次构造函数。次构造函数也可以用于实例化一个类，这一点和主构造函数没有什么不同，只不过它是有函数体的。
Kotlin规定，当一个类既有主构造函数又有次构造函数时，所有的次构造函数都必须调用主构造函数(包括间接调用)。例如 ：

class Student( sno:String, grade:Int, name:String,age:Int) : Person( name,age) {

    constructor(name: String,age: Int):this("",0,name,age){
}
    constructor():this("",0){
        
    }
}

次构造函数是通过constructor关键字来定义的，这里我们定义了两个次构造函数：第一个次构造函数接受name和age参数，然后它又通过this关键字调用了主构造函数，并将sno和grade这两个参数赋值成初始值；第二个次构造函数不接收任何参数，它通过this关键字调用了我们刚才定义的第一个次构造函数，并将name和age参数也赋值成初始值，由于第二个次构造函数间接调用了主构造函数，因此这仍然是合法的。
那么现在就拥有三种方式来对Student类进行实例化，分别是通过不带参数的构造函数，两个参数的构造函数和四个参数的构造函数，对应代码如下所示：

    val student1=Student()
    val student2=Student("Jack",18)
    val student3 = Student("Lisa",5,"Mike",19)

接下来看一下一种特殊情况：类中只有次构造函数，没有主构造函数。当一个类没有显式地定义主构造函数且定义了次构造函数时，它就是没有主构造函数的。

class Student : Person {
    constructor(name: String,age: Int):super(name, age){

}
}

首先Student类的后面没有显式地定义主构造函数， 同时又因为定义了次构造函数，所以现在Student类是没有主构造函数的。所以继承Person类的时候也就不需要再加上括号了。所以这也就是为什么继承的时候有时候加上括号，有时候不加上括号。
由于没有主构造函数，次构造函数只能直接调用父类的构造函数，所以上述代码也是将this关键字换成了super关键字。

三、接口

接口是用于实现多态编程的重要组成部分。我们也知道，java是单继承，一个类最多只能继承一个父类，但是却可以实现多个接口，Kotlin也是如此。
我们可以在接口中定义一系列的抽象行为，然后由具体的类去实现。

//新建Study接口
interface Study {
    fun readBooks()
    fun doHomework()
}

接下来就可以让Student类去实现Study接口了，这里将Student类原有的代码调整，以突出继承父类和实现接口的区别：

class Student(name:String,age:Int):Person(name, age),Study{
    //实现Study接口的两个方法
    override fun readBooks() {
        println(name+"is reading")
    }

    override fun doHomework() {
        println(name+"is doing homework")
    }
}

java中继承使用的关键字是extends，实现接口使用的关键字是implements，而Kotlin中统一使用冒号，中间用逗号进行分隔。上述代码就表示Student类继承了Person类，同时还实现了Study接口。另外接口的后面不用加上括号，因为它没有构造函数可以去调用。

class Student(name:String,age:Int):Person(name, age),Study{
    override fun readBooks() {
        println(name+" is reading")
    }
    override fun doHomework() {
        println(name+" is doing homework")
    }
}
fun doStudy(study: Study){
    study.doHomework()
    study.readBooks()
}

fun main(){
    val student = Student("lisa", 20)
    doStudy(student)
}

首先创建一个Student类的实例，将它传入了doStudy()函数中。doStudy()函数接收一个Study类型的参数，由于Student类实现了Study接口，因此Student类的实例是可以传递给doStudy()函数的，接下来我们调用了Study接口的readBooks()和doHomework()函数，这种就叫做面向接口编程，也可以称为多态。

运行代码，如下图所示：

Kotlin增加了一个额外的功能：允许对接口中定义的函数进行默认实现。
修改Study接口中的代码

interface Study {
    fun readBooks()
    fun doHomework(){
        println("do homework default implementation.")
    }
}

可以看到我们给doHomeWork()函数加上了函数体，并且在里面打印了一行日志。如果接口中的一个函数拥有函数体，这个函数体中的内容就是它的默认实现。现在当一个类去实现Study接口时，只会强制去实现readBooks()函数，而doHomework()函数则可以自由选择实现或者不实现，不实现时就会自动使用默认的实现逻辑。
此时在Student类中，你会发现如果我们删除了doHomeWork()函数，代码时不会提示错误的，而删除readBooks()函数则不行。当删除doHomeWork()函数之后，重新运行main()函数，结果为

四、可见性修饰符

Java和Kotlin函数可见性修饰符对照表

五、数据类与单例类

数据类通常需要重写equals()、hashCode()、toString()这几个方法。其中equals()方法用于判断两个数据类是否相等。hashCode()方法作为equals()的配套方法，也需要一起重写，否则会导致HashMap、HashSet等hash相关的系统类无法正常工作。toString()方法用于提供更清晰的输入日志，否则一个数据类默认打印出来的就是一行内存地址。
新建一个手机数据类，只有品牌和价格这两个字段。如果使用java来实现这样一个数据类，代码写为：

public class Cellphone {
    String brand;
    double price;

    public Cellphone(String brand, double price) {
        this.brand = brand;
        this.price = price;
    }

    @Override
    public boolean equals(Object o) {
        if (this == o) return true;
        if (!(o instanceof Cellphone)) return false;
        Cellphone that = (Cellphone) o;
        return Double.compare(that.price, price) == 0 &&
                Objects.equals(brand, that.brand);
    }

    @Override
    public int hashCode() {
        return brand.hashCode()+(int)price;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Cellphone{" +
                "brand='" + brand + '\'' +
                ", price=" + price +
                '}';
    }
}

而在Kotlin中，如果你希望这个类是一个数据类，可以在类前面声明data关键字，就表明你希望这个类是一个数据类，Kotlin会根据主构造函数中的参数帮你将equals()、hashCode()、toString()等固定且逻辑意义的方法自动生成，从而减少开发工作。

data class Cellphone(val brand:String,val price:Double)

fun main(){
    val cellphone1= Cellphone("Samsung",1399.99)
    val cellphone2= Cellphone("Samsung",1399.99)
    println(cellphone1)
    println("cellphone1 equals cellphone2 "+(cellphone1==cellphone2));
}

单例模式可以用于避免创建重复对象，比如我们希望某个类在全局最多只能拥有一个实例，这时可以使用单例模式。单例模式有很多种写法，这里使用饿汉式写法。
java中实现为

public class SingletonDemo {

    private static SingletonDemo instance =  new SingletonDemo();	
    private SingletonDemo() {}
 
    public static SingletonDemo getInstance() {
        return instance;
    }
       public void show() { println("我是show函数...")
    }

如果想调用单例类中的方法，比如调用show方法可以这样写

SingletonDemo singletonDemo=SingletonDemo.getInstance();
singletonDemo.show();

而在Kotlin中创建一个单例类的方式更为简单，只需要将class关键字改为object关键字即可，一个单例类就完成了。

object SingletonDemo {
    fun show() { println("我是show函数...")
    }
}

调用单例类的函数也和java中静态方法的调用方式类似

SingletonDemo.show()

这种写法虽然看上去像是静态方法的调用，但其实Kotlin背后自动帮我们创建了一个SingletonDemo类的实例，并且保证全局只会存在一个SingletonDemo实例。