操作符重载 · Kotin知识点难点归纳总结

# 操作符重载 [TOC] **Kotlin 允许我们为自己的类型提供预定义的一组操作符的实现**。这些操作符具有固定的符号表示（如 `+` 或 `*`）和固定的[优先级](http://www.kotlincn.net/docs/reference/grammar.html#expressions)。为实现这样的操作符，我们为相应的类型（即二元操作符左侧的类型和一元操作符的参数类型）提供了一个固定名字的[成员函数](http://www.kotlincn.net/docs/reference/functions.html#%E6%88%90%E5%91%98%E5%87%BD%E6%95%B0)或[扩展函数](http://www.kotlincn.net/docs/reference/extensions.html)。**重载操作符的函数需要用 `operator` 修饰符标记**。另外，我们描述为不同操作符规范操作符重载的约定。 ## 一元操作 ### 一元前缀操作符 | 表达式 | 翻译为 | |------------|---------------| | `+a` | `a.unaryPlus()` | | `-a` | `a.unaryMinus()` | | `!a` | `a.not()` | 这个表是说，当编译器处理例如表达式 `+a` 时，它执行以下步骤： * 确定 `a` 的类型，令其为 `T`； * 为接收者 `T` 查找一个带有 `operator` 修饰符的无参函数 `unaryPlus（）`，即成员函数或扩展函数； * 如果函数不存在或不明确，则导致编译错误； * 如果函数存在且其返回类型为 `R`，那就表达式 `+a` 具有类型 `R`； >[success]**注意**：这些操作以及所有其他操作都针对[基本类型](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html)做了优化，不会为它们带来函数调用的开销。以下是如何重载一元减运算符的示例： ```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) // 输出“Point(x=-10, y=-20)” } ``` ### 递增与递减 | 表达式 | 翻译为 | |------------|---------------| | `a++` | `a.inc()` + 见下文 | | `a--` | `a.dec()` + 见下文 | `inc()` 和 `dec()` 函数必须返回一个值，它用于赋值给使用`++` 或 `--` 操作的变量。它们不应该改变在其上调用 `inc()` 或 `dec()` 的对象。编译器执行以下步骤来解析**后缀形式的操作符**，例如 `a++`： * 确定 `a` 的类型，令其为 `T`； * 查找一个适用于类型为 `T` 的接收者的、带有 `operator` 修饰符的无参数函数 `inc()`； * 检测函数的返回类型是 `T` 的子类型。计算表达式的步骤是： * 把 `a` 的初始值存储到临时存储 `a0` 中； * 把 `a.inc()` 结果赋值给 `a`； * 把 `a0` 作为表达式的结果返回。对于 `a--`，步骤是完全类似的。对于**前缀形式**`++a` 和 `--a` 以相同方式解析，其步骤是： * 把 `a.inc()` 结果赋值给 `a`； * 把 `a` 的新值作为表达式结果返回。 ## 二元操作 ### 算术运算符 | 表达式 | 翻译为 | | -----------|-------------- | | `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.mod(b)` （已弃用） | | `a..b ` | `a.rangeTo(b)` | 对于此表中的操作，编译器只是解析成*翻译为*列中的表达式。 >[info]请注意，自 Kotlin 1.1 起支持 `rem` 运算符。Kotlin 1.0 使用 `mod` 运算符，它在Kotlin 1.1 中被弃用。 #### 示例下面是一个从给定值起始的 Counter 类的示例，它可以使用重载的 `+` 运算符来增加计数： ```kotlin data class Counter(val dayIndex: Int) { operator fun plus(increment: Int): Counter { return Counter(dayIndex + increment) } } ``` ### “In”操作符 | 表达式 | 翻译为 | | -----------|-------------- | | `a in b` | `b.contains(a)` | | `a !in b` | `!b.contains(a)` | 对于 `in` 和 `!in`，过程是相同的，但是参数的顺序是相反的。 ### 索引访问操作符 | 表达式 | 翻译为 | | -------|-------------- | | `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)` | 方括号转换为调用带有适当数量参数的 `get` 和 `set`。 ### 调用操作符 | 表达式 | 翻译为 | |--------|---------------| | `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)` | 圆括号转换为调用带有适当数量参数的 `invoke`。 ### 广义赋值 | 表达式 | 翻译为 | |------------|---------------| | `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)`, `a.modAssign(b)`（已弃用） | 对于赋值操作，例如 `a += b`，编译器执行以下步骤： * 如果右列的函数可用 * 如果相应的二元函数（即 `plusAssign()` 对应于 `plus()`）也可用，那么报告错误（模糊）， * 确保其返回类型是 `Unit`，否则报告错误， * 生成 `a.plusAssign(b)` 的代码； * 否则试着生成 `a = a + b` 的代码（这里包含类型检测：`a + b` 的类型必须是 `a` 的子类型）。 >[info]**注意**：赋值在 Kotlin 中不是表达式。 ### 相等与不等操作符 | 表达式 | 翻译为 | |------------|---------------| | `a == b` | `a?.equals(b) ?: (b === null)` | | `a != b` | `!(a?.equals(b) ?: (b === null))` | 这些操作符只使用函数 [`equals(other: Any?): Boolean`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin/-any/equals.html)，可以覆盖它来提供自定义的相等性检测实现。不会调用任何其他同名函数（如 `equals(other: Foo)`）。 >[info]**注意**：`===` 和 `!==`（同一性检测）不可重载，因此不存在对他们的约定。这个 `==` 操作符有些特殊：它被翻译成一个复杂的表达式，用于筛选 `null` 值。`null == null` 总是 true，对于非空的 `x`，`x == null` 总是 false 而不会调用 `x.equals()`。 ### 比较操作符 | 表达式 | 翻译为 | |--------|---------------| | `a > b` | `a.compareTo(b) > 0` | | `a < b` | `a.compareTo(b) < 0` | | `a >= b` | `a.compareTo(b) >= 0` | | `a <= b` | `a.compareTo(b) <= 0` | 所有的比较都转换为对 `compareTo` 的调用，这个函数需要返回 `Int` 值 ### 属性委托操作符 `provideDelegate`、 `getValue` 以及 `setValue` 操作符函数已在[委托属性](http://www.kotlincn.net/docs/reference/delegated-properties.html)中描述。 ## 命名函数的中缀调用我们可以通过[中缀函数的调用](http://www.kotlincn.net/docs/reference/functions.html#%E4%B8%AD%E7%BC%80%E8%A1%A8%E7%A4%BA%E6%B3%95) 来模拟自定义中缀操作符。