操作符重載 · Kotin知識點難點歸納總結

# 操作符重載 [TOC] **Kotlin 允許我們為自己的類型提供預定義的一組操作符的實現**。這些操作符具有固定的符號表示（如 `+` 或 `*`）和固定的[優先級](http://www.kotlincn.net/docs/reference/grammar.html#expressions)。為實現這樣的操作符，我們為相應的類型（即二元操作符左側的類型和一元操作符的參數類型）提供了一個固定名字的[成員函數](http://www.kotlincn.net/docs/reference/functions.html#%E6%88%90%E5%91%98%E5%87%BD%E6%95%B0)或[擴展函數](http://www.kotlincn.net/docs/reference/extensions.html)。**重載操作符的函數需要用 `operator` 修飾符標記**。另外，我們描述為不同操作符規范操作符重載的約定。 ## 一元操作 ### 一元前綴操作符 | 表達式 | 翻譯為 | |------------|---------------| | `+a` | `a.unaryPlus()` | | `-a` | `a.unaryMinus()` | | `!a` | `a.not()` | 這個表是說，當編譯器處理例如表達式 `+a` 時，它執行以下步驟： * 確定 `a` 的類型，令其為 `T`； * 為接收者 `T` 查找一個帶有 `operator` 修飾符的無參函數 `unaryPlus（）`，即成員函數或擴展函數； * 如果函數不存在或不明確，則導致編譯錯誤； * 如果函數存在且其返回類型為 `R`，那就表達式 `+a` 具有類型 `R`； >[success]**注意**：這些操作以及所有其他操作都針對[基本類型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html)做了優化，不會為它們帶來函數調用的開銷。以下是如何重載一元減運算符的示例： ```kotlin 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) // 輸出“Point(x=-10, y=-20)” } ``` ### 遞增與遞減 | 表達式 | 翻譯為 | |------------|---------------| | `a++` | `a.inc()` + 見下文 | | `a--` | `a.dec()` + 見下文 | `inc()` 和 `dec()` 函數必須返回一個值，它用于賦值給使用`++` 或 `--` 操作的變量。它們不應該改變在其上調用 `inc()` 或 `dec()` 的對象。編譯器執行以下步驟來解析**后綴形式的操作符**，例如 `a++`： * 確定 `a` 的類型，令其為 `T`； * 查找一個適用于類型為 `T` 的接收者的、帶有 `operator` 修飾符的無參數函數 `inc()`； * 檢測函數的返回類型是 `T` 的子類型。計算表達式的步驟是： * 把 `a` 的初始值存儲到臨時存儲 `a0` 中； * 把 `a.inc()` 結果賦值給 `a`； * 把 `a0` 作為表達式的結果返回。對于 `a--`，步驟是完全類似的。對于**前綴形式**`++a` 和 `--a` 以相同方式解析，其步驟是： * 把 `a.inc()` 結果賦值給 `a`； * 把 `a` 的新值作為表達式結果返回。 ## 二元操作 ### 算術運算符 | 表達式 | 翻譯為 | | -----------|-------------- | | `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.mod(b)` （已棄用） | | `a..b ` | `a.rangeTo(b)` | 對于此表中的操作，編譯器只是解析成*翻譯為*列中的表達式。 >[info]請注意，自 Kotlin 1.1 起支持 `rem` 運算符。Kotlin 1.0 使用 `mod` 運算符，它在Kotlin 1.1 中被棄用。 #### 示例下面是一個從給定值起始的 Counter 類的示例，它可以使用重載的 `+` 運算符來增加計數： ```kotlin data class Counter(val dayIndex: Int) { operator fun plus(increment: Int): Counter { return Counter(dayIndex + increment) } } ``` ### “In”操作符 | 表達式 | 翻譯為 | | -----------|-------------- | | `a in b` | `b.contains(a)` | | `a !in b` | `!b.contains(a)` | 對于 `in` 和 `!in`，過程是相同的，但是參數的順序是相反的。 ### 索引訪問操作符 | 表達式 | 翻譯為 | | -------|-------------- | | `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)` | 方括號轉換為調用帶有適當數量參數的 `get` 和 `set`。 ### 調用操作符 | 表達式 | 翻譯為 | |--------|---------------| | `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)` | 圓括號轉換為調用帶有適當數量參數的 `invoke`。 ### 廣義賦值 | 表達式 | 翻譯為 | |------------|---------------| | `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)`, `a.modAssign(b)`（已棄用） | 對于賦值操作，例如 `a += b`，編譯器執行以下步驟： * 如果右列的函數可用 * 如果相應的二元函數（即 `plusAssign()` 對應于 `plus()`）也可用，那么報告錯誤（模糊）， * 確保其返回類型是 `Unit`，否則報告錯誤， * 生成 `a.plusAssign(b)` 的代碼； * 否則試著生成 `a = a + b` 的代碼（這里包含類型檢測：`a + b` 的類型必須是 `a` 的子類型）。 >[info]**注意**：賦值在 Kotlin 中不是表達式。 ### 相等與不等操作符 | 表達式 | 翻譯為 | |------------|---------------| | `a == b` | `a?.equals(b) ?: (b === null)` | | `a != b` | `!(a?.equals(b) ?: (b === null))` | 這些操作符只使用函數 [`equals(other: Any?): Boolean`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin/-any/equals.html)，可以覆蓋它來提供自定義的相等性檢測實現。不會調用任何其他同名函數（如 `equals(other: Foo)`）。 >[info]**注意**：`===` 和 `!==`（同一性檢測）不可重載，因此不存在對他們的約定。這個 `==` 操作符有些特殊：它被翻譯成一個復雜的表達式，用于篩選 `null` 值。`null == null` 總是 true，對于非空的 `x`，`x == null` 總是 false 而不會調用 `x.equals()`。 ### 比較操作符 | 表達式 | 翻譯為 | |--------|---------------| | `a > b` | `a.compareTo(b) > 0` | | `a < b` | `a.compareTo(b) < 0` | | `a >= b` | `a.compareTo(b) >= 0` | | `a <= b` | `a.compareTo(b) <= 0` | 所有的比較都轉換為對 `compareTo` 的調用，這個函數需要返回 `Int` 值 ### 屬性委托操作符 `provideDelegate`、 `getValue` 以及 `setValue` 操作符函數已在[委托屬性](http://www.kotlincn.net/docs/reference/delegated-properties.html)中描述。 ## 命名函數的中綴調用我們可以通過[中綴函數的調用](http://www.kotlincn.net/docs/reference/functions.html#%E4%B8%AD%E7%BC%80%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E6%B3%95) 來模擬自定義中綴操作符。