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Kotlin 类和对象

提示
  1. 面向对象编程特性：Kotlin 支持面向对象编程风格，允许通过创建对象解决复杂问题，涉及对象的状态和行为。
  2. 定义 Kotlin 类：使用 class 关键字定义类，其中包括属性（状态）和成员函数（行为）。类相当于对象的蓝图。
  3. 创建和使用对象：在定义类后，可通过类名和构造函数创建对象，并使用 . 符号访问其成员。例如，Lamp 类的对象可以执行开灯和关灯的操作。

Kotlin 支持函数式和面向对象编程。

Kotlin 支持诸如 高阶函数、函数类型 和 lambdas 等特性，这使其成为以函数式编程风格工作的绝佳选择。你将在后面的章节中学习这些概念。本文将重点介绍 Kotlin 中的面向对象编程风格。

面向对象编程（OOP）​

在面向对象的编程风格中，你可以通过创建对象来将复杂问题划分为更小的集合。

这些对象共享两个特性：

  • 状态
  • 行为

让我们看几个例子：

  1. Lamp 是一个对象

  2. 它可以处于 on 或 off 状态。

  3. 你可以 打开 和 关闭 灯（行为）。

  4. Bicycle 是一个对象

  5. 它有 当前档位、两个轮子、档位数量 等状态。

  6. 它有 刹车、加速、变档 等行为。

在接下来的学习中，你将了解面向对象编程的详细特性，如：数据封装、继承 和 多态性。本文将专注于基础知识，以保持简单。

推荐阅读： 什么是对象？

Kotlin 类​

在 Kotlin 中创建对象之前，你需要定义一个类。

类是对象的蓝图。

我们可以将类想象成房子的草图（原型）。它包含了关于楼层、门、窗户等的所有细节。根据这些描述我们建造房子。房子就是对象。

由于可以根据同一描述建造许多房子，我们可以从一个类创建许多对象。

如何在 Kotlin 中定义类？​

在 Kotlin 中，使用 class 关键字来定义类：

class ClassName {
    // 属性
    // 成员函数
    ... .. ...
}

这是一个例子：

class Lamp {

    // 属性（数据成员）
    private var isOn: Boolean = false

    // 成员函数
    fun turnOn() {
        isOn = true
    }

    // 成员函数
    fun turnOff() {
        isOn = false
    }
}

这里，我们定义了一个名为 Lamp 的类。

该类有一个属性 isOn（以与变量相同的方式定义），以及两个成员函数 turnOn() 和 turnOff()。

推荐阅读： Kotlin 函数

在 Kotlin 中，属性必须初始化或声明为 abstract（访问： Kotlin 抽象类 了解更多）。在上面的示例中，isOn 属性初始化为 false。

类、对象、属性、成员函数等可以有可见性修饰符。例如，isOn 属性是私有的。这意味着，isOn 属性只能从 Lamp 类内部更改。

其他可见性修饰符包括：

  • private - 只在类内部可见（可以被访问）。
  • public - 在任何地方都可见。
  • protected - 对类及其子类可见。
  • internal - 模块内的任何客户端都可以访问。

你将在 Kotlin 可见性修饰符 文章中了解到 protected 和 internal 修饰符。

如果你不指定可见性修饰符，默认将是 public。

在上述程序中，turnOn() 和 turnOff() 成员函数是 public 的，而 isOn 属性是私有的。

Kotlin 对象​

当定义类时，只定义了对象的规格；没有分配内存或存储空间。

要访问类内定义的成员，你需要创建对象。让我们创建 Lamp 类的对象。

class Lamp {

    // 属性（数据成员）
    private var isOn: Boolean = false

    // 成员函数
    fun turnOn() {
        isOn = true
    }

    // 成员函数
    fun turnOff() {
        isOn = false
    }
}

fun main(args: Array<String>) {

    val l1 = Lamp() // 创建 Lamp 类的 l1 对象
    val l2 = Lamp() // 创建 Lamp 类的 l2 对象
}

这个程序创建了 Lamp 类的两个对象 l1 和 l2。两个灯 l1 和 l2 的 isOn 属性将是 false。

如何访问成员？​

你可以使用 . 符号访问类的属性和成员函数。例如，

l1.turnOn()

这条语句为 l1 对象调用了 turnOn() 函数。

让我们看另一个例子：

l2.isOn = true

在这里，我们尝试为 l2 对象的 isOn 属性赋值为 true。注意，isOn 属性是 private 的，如果你尝试从类外部访问 isOn，将抛出异常。

示例：Kotlin 类和对象​

class Lamp {

    // 属性（数据成员）
    private var isOn: Boolean = false

    // 成员函数
    fun turnOn() {
        isOn = true
    }

    // 成员函数
    fun turnOff() {
        isOn = false
    }

    fun displayLightStatus(lamp: String) {
        if (isOn == true)
            println("$lamp 灯是开的。")
        else
            println("$lamp 灯是关的。")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {

    val l1 = Lamp() // 创建 Lamp 类的 l1 对象
    val l2 = Lamp() // 创建 Lamp 类的 l2 对象

    l1.turnOn()
    l2.turnOff()

    l1.displayLightStatus("l1")
    l2.displayLightStatus("l2")
}

当你运行程序时，输出将是：

l1 灯是开的。
l2 灯是关的。

在上述程序中，

  • 创建了 Lamp 类。
  • 类中有一个属性 isOn 和三个成员函数 turnOn()、turnOff() 和 displayLightStatus()。
  • 在 main() 函数中创建了 Lamp 类的两个对象 l1 和 l2。
  • 这里，使用 l1 对象调用了 turnOn() 函数：l1.turnOn()。这个方法将 l1 对象的 isOn 实例变量设置为 true。
  • 同时，使用 l2 对象调用了 turnOff() 函数：l2.turnOff()。这个方法将 l2 对象的 isOn 实例变量设置为 false。
  • 然后，为 l1 和 l2 对象调用了 displayLightStatus() 函数，该函数根据 isOn 属性是 true 还是 false 打印相应的消息。

注意，类中的 isOn 属性被初始化为 false。当创建类的对象时，对象的 isOn 属性会自动初始化为 false。因此，对于 l2 对象来说，没有必要调用 turnOff() 来将 isOn 属性设置为 false。

例如：

class Lamp {

    // 属性（数据成员）
    private var isOn: Boolean = false

    // 成员函数
    fun turnOn() {
        isOn = true
    }

    // 成员函数
    fun turnOff() {
        isOn = false
    }

    fun displayLightStatus() {
        if (isOn == true)
            println("灯是开的。")
        else
            println("灯是关的。")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {

    val lamp = Lamp()
    lamp.displayLightStatus()
}

当你运行程序时，输出将是：

灯是关的。

这篇文章只是对 Kotlin 面向对象编程的简介。查看以下章节以了解更多内容：

  • Kotlin 构造函数和初始化器
  • Kotlin this 关键字
  • Kotlin 嵌套类
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