26:kotlin 类和对象 -- 委托属性(Delegation properties )

2023-12-13 18:47:26

尽管每次需要时都可以手动实现一些常见类型的属性,但将它们实现一次、添加到库中以便以后重用会更为方便

  • 懒加载属性:仅在首次访问时计算值。
  • 可观察属性:监听器会收到有关此属性更改的通知。
  • 将属性存储在映射中而不是为每个属性单独创建字段。

为了涵盖这些(以及其他)情况,kotlin支持委托属性(delegated properties)

语法如下:val/var <property name>: <Type> by <expression>。在 by 之后的表达式是一个委托,因为与属性对应的 get()(和 set())将被委托给其 getValue()setValue() 方法。属性委托不必实现一个接口,但它们必须提供一个 getValue() 函数(对于 var 还需要提供 setValue()

class Delegate {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {
        return "$thisRef, thank you for delegating '${property.name}' to me!"
    }

    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {
        println("$value has been assigned to '${property.name}' in $thisRef.")
    }
}

class Example {
    var p: String by Delegate()	// 委托
}

fun main() {
    Example().p = "王老吉" // 王老吉 has been assigned to 'p' in com.example.Example@6acdbdf5.
    println(Example().p)    // com.example.Example@7a1ebcd8, thank you for delegating 'p' to me!
}

当你从委托给Delegate的实例中p中读取属性时,将调用DelegategetValue()函数。第一个参数是你从中读取p的对象,而第二个参数保存了p属性本身的描述

你可以在函数或代码块内声明一个委托属性;它不必是类的成员

标准委托

kotlin为重用代理定义了模板方法

懒加载属性

lazy() 是一个接受 lambda并返回 Lazy<T> 实例的函数,可用作实现懒加载属性的委托。第一调用 get() ,会执行lambda表达式并记住结果,之后的调用直接返回结果

val lazyValue: String by lazy {
    println("computed!")
    "Hello"
}

fun main() {
    println(lazyValue)
    println(lazyValue)
//    computed!
//    Hello
//    Hello

}

默认情况下,属性懒懒加载是同步的,在一个线程中进行,其他线程看到相同的结果。如果允许多个线程同时初始化,使用LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION参数。

val lazyValue: String by lazy (LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION){
    println("computed!")
    "Hello"
}

如果确信属性初始化和使用是在同一个线程中进行的,可以使用LazyThreadSafetyMode.NONE参数,但是不保证线程安全

可观察属性

Delegates.observable() 接受两个参数:初始值和用于处理修改的处理程序。

每次你对属性进行赋值时(在赋值完成后),处理程序都会被调用。它有三个参数:被赋值的属性、旧值和新值

class User {
    var name: String by Delegates.observable("<no name>") {
            prop, old, new ->  println("$old -> $new")
    }
}

fun main() {
    val user = User()
    user.name = "first" // <no name> -> first
    user.name = "second"    // first -> second
}

如果你想拦截赋值并否决它们,使用 vetoable() 而不是 observable()。传递给 vetoable() 的处理程序将在分配新属性值之前被调用

class User {
    var name: String by Delegates.vetoable("<no name>") {
            prop, old, new ->  
        println("$old -> $new")
        true
    }
}

fun main() {
    val user = User()
    user.name = "first" // <no name> -> first
    user.name = "second"    // first -> second
}

委托给另一个属性

一个属性可以将其 gettersetter 委托给另一个属性。这样的委托对于顶层和类属性(成员和扩展)都是可用的

委托属性可:

  • 顶层属性
  • 同一类的成员或扩展属性
  • 另一个类的成员或扩展属性
var topLevelInt: Int = 0
class ClassWithDelegate(val anotherClassInt: Int)

class MyClass(var memberInt: Int, val anotherClassInstance: ClassWithDelegate) {
    var delegatedToMember: Int by this::memberInt
    var delegatedToTopLevel: Int by ::topLevelInt

    val delegatedToAnotherClass: Int by anotherClassInstance::anotherClassInt
}
var MyClass.extDelegated: Int by ::topLevelInt

这可能在某些情况下很有用,例如,当你想以向后兼容的方式重命名一个属性时:引入一个新属性,用 @Deprecated 注解标记旧属性,并委托其实现

class MyClass {
    var newName: Int = 0
    @Deprecated("Use 'newName' instead", ReplaceWith("newName"))
    var oldName: Int by this::newName
}
fun main() {
    val myClass = MyClass()
    // 提示: oldName: Int' is deprecated. Use 'newName' instead
    myClass.oldName = 42
    println(myClass.newName) // 42
}

在Map中存储属性

一个常见的用例是将属性的值存储在Map中。这在解析JSON或执行其他动态任务的应用程序中经常发生。在这种情况下,您可以使用Map实例本身作为委托属性的委托

class User(val map: Map<String, Any?>) {
    val name: String by map
    val age: Int     by map
}

fun main() {
    // 构造方法接收一个Map
    val user = User(mapOf(
        "name" to "John Doe",
        "age"  to 25
    ))
}

可变的Map

class MutableUser(val map: MutableMap<String, Any?>) {
    var name: String by map
    var age: Int     by map
}

局部委托变量

可以将局部变量声明为委托属性。例如,可以使局部变量成为延迟加载的

fun example(computeFoo: () -> Foo) {
    val memoizedFoo by lazy(computeFoo)

    if (someCondition && memoizedFoo.isValid()) {
        memoizedFoo.doSomething()
    }
}

The memoizedFoo variable will be computed on first access only. If someCondition fails, the variable won’t be computed at all.

属性委托的要求

对于只读属性val,委托应提供一个带有以下参数的getValue()

  • thisRef必须与属性所有者的类型相同,或者是其超类型(对于扩展属性,它应该是被扩展的类型)。
  • property必须是KProperty<*>类型或其超类型

getValue()必须返回与属性相同的类型(或其子类型)

import kotlin.reflect.KProperty

class Resource

class Owner {
    val valResource: Resource by ResourceDelegate()
}

class ResourceDelegate {
    operator fun getValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>): Resource {
        return Resource()
    }
}

对于可变属性var,委托还必须提供一个带有以下参数的setValue()

  • thisRef必须与属性所有者的类型相同,或者是其超类型(对于扩展属性,它应该是被扩展的类型)
  • property必须是KProperty<*>类型或其超类型
  • value必须是与属性相同的类型(或其超类型)
import kotlin.reflect.KProperty

class Resource

class Owner {
    var varResource: Resource by ResourceDelegate()
}

class ResourceDelegate(private var resource: Resource = Resource()) {
    operator fun getValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>): Resource {
        return resource
    }
    operator fun setValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>, value: Any?) {
        if (value is Resource) {
            resource = value
        }
    }
}

getValue()/setValue()函数可以作为委托类的成员函数或扩展函数提供(当委托类没有这两个函数时可以定义扩展函数)。这两个函数都需要用operator关键字标记。

可以通过使用kotlin标准库中的ReadOnlyPropertyReadWriteProperty接口,以匿名对象的方式创建委托,而无需创建新的类。它们提供了所需的方法:getValue()ReadOnlyProperty中声明;ReadWriteProperty继承了它并添加了setValue()。这意味着您可以在期望ReadOnlyProperty的任何地方传递一个ReadWriteProperty

import kotlin.properties.ReadWriteProperty
import kotlin.reflect.KProperty

class Resource

fun resourceDelegate(resource: Resource = Resource()): ReadWriteProperty<Any?, Resource> =
    object : ReadWriteProperty<Any?, Resource> {
        var curValue = resource
        override fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): Resource = curValue
        override fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: Resource) {
            curValue = value
        }
    }

val readOnlyResource: Resource by resourceDelegate()
var readWriteResource: Resource by resourceDelegate()

fun main() {
    readWriteResource = Resource()
    println(readOnlyResource)
}

委托属性转换规则

在底层,kotlin编译器为某些类型的委托属性生成辅助属性,然后将委托交给这些辅助属性

出于优化目的,编译器在一些情况下不会生成辅助属性。通过委托到另一个属性的示例学习有关优化的信息。

例如,对于属性prop,它生成隐藏的属性prop$delegate,而访问器的代码简单地委托给这个附加属性

class C {
    var prop: Type by MyDelegate()
}

// 上边的编码被编译为一下内容
class C {
    private val prop$delegate = MyDelegate()
    var prop: Type
        get() = prop$delegate.getValue(this, this::prop)
        set(value: Type) = prop$delegate.setValue(this, this::prop, value)
}

编译器在参数中提供了关于prop的所有必要信息:第一个参数 this 指的是外部类 C 的一个实例,而 this::prop 是一个 KProperty 类型的反射对象,描述了 prop 本身

优化委托属性的情况

如果委托是以下情况之一,将省略 $delegate 字段

  • 引用属性
class C<Type> {
    private var impl: Type = ...
    var prop: Type by ::impl
}
  • 命名对象
object NamedObject {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String = ...
}

val s: String by NamedObject
  • 同一模块中,使用backing field 和默认getter()final val属性
val impl: ReadOnlyProperty<Any?, String> = ...

class A {
    val s: String by impl
}
  • 常量表达式、枚举项、thisnullthis示例
class A {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>) ...

    val s by this
}

委托给另一个属性时的转换规则

当委托给另一个属性时,编译器生成对所引用属性的直接访问。这意味着编译器不会生成字段 prop$delegate。这种优化有助于节省内存

class C<Type> {
    private var impl: Type = ...
    var prop: Type by ::impl
}

prop 变量的属性访问器直接调用 impl 变量,跳过了委托属性的 getValuesetValue 运算符,因此不需要 KProperty 引用对象。

对于上述代码,编译器生成了以下代码

class C<Type> {
    private var impl: Type = ...

    var prop: Type
        get() = impl
        set(value) {
            impl = value
        }

    fun getProp$delegate(): Type = impl // This method is needed only for reflection
}

提供委托

通过定义 provideDelegate运算符,您可以扩展创建属性实现委托的对象的逻辑。如果在 by 右侧使用的对象定义了 provideDelegate 作为成员或扩展函数,那么将调用该函数来创建属性委托实例

provideDelegate 的一种可能用例是在属性初始化时检查其一致性

例如,要在绑定之前检查属性名称,您可以编写如下代码

class ResourceDelegate<T> : ReadOnlyProperty<MyUI, T> {
    override fun getValue(thisRef: MyUI, property: KProperty<*>): T { ... }
}

class ResourceLoader<T>(id: ResourceID<T>) {
    operator fun provideDelegate(
            thisRef: MyUI,
            prop: KProperty<*>
    ): ReadOnlyProperty<MyUI, T> {
        checkProperty(thisRef, prop.name)
        // create delegate
        return ResourceDelegate()
    }

    private fun checkProperty(thisRef: MyUI, name: String) { ... }
}

class MyUI {
    fun <T> bindResource(id: ResourceID<T>): ResourceLoader<T> { ... }

    val image by bindResource(ResourceID.image_id)
    val text by bindResource(ResourceID.text_id)
}

provideDelegate 的参数与 getValue 相同:

  • thisRef 必须与属性所有者的类型相同,或者是其超类型(对于扩展属性,它应该是被扩展的类型);
  • property必须是 KProperty<*>类型或其超类型。

provideDelegate 方法在创建 MyUI 实例期间为每个属性调用,并立即执行必要的验证。

如果没有拦截属性与其委托之间的绑定的能力,要实现相同的功能,您将不得不显式传递属性名称,这不是很方便

// Checking the property name without "provideDelegate" functionality
class MyUI {
    val image by bindResource(ResourceID.image_id, "image")
    val text by bindResource(ResourceID.text_id, "text")
}

fun <T> MyUI.bindResource(
        id: ResourceID<T>,
        propertyName: String
): ReadOnlyProperty<MyUI, T> {
    checkProperty(this, propertyName)
    // create delegate
}

在生成的代码中,provideDelegate 方法被调用来初始化辅助的 prop$delegate 属性。比较具有属性声明 val prop: Type by MyDelegate() 的生成代码与上面生成的代码(当不存在 provideDelegate 方法时)

class C {
    var prop: Type by MyDelegate()
}

// this code is generated by the compiler
// when the 'provideDelegate' function is available:
class C {
    // calling "provideDelegate" to create the additional "delegate" property
    private val prop$delegate = MyDelegate().provideDelegate(this, this::prop)
    var prop: Type
        get() = prop$delegate.getValue(this, this::prop)
        set(value: Type) = prop$delegate.setValue(this, this::prop, value)
}

请注意,provideDelegate 方法仅影响辅助属性的创建,不影响为 gettersetter 生成的代码

使用标准库中的 PropertyDelegateProvider 接口,可以创建委托提供程序而无需创建新的类

val provider = PropertyDelegateProvider { thisRef: Any?, property ->
    ReadOnlyProperty<Any?, Int> {_, property -> 42 }
}
val delegate: Int by provider

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_40104261/article/details/134831490
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