所谓委托模式 ,就是为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问,在Java开发过程中,是继承模式之外的很好的解决问题的方案,不熟悉委托模式的,可以参考博委托模式。
对于Kotlin而言,其直接支持委托模式,从而避免为了实现模式而不得不写那些常规的代码。又不得不赞叹,Kotlin的优雅,简洁。
by
Kotlin中,委托的实现依靠于关键字 by ,by表示将抽象主题的实例(by后边的实例)保存在代理类实例的内部,比如SportsManager类继承于ISports接口,并可以ISports接口的所有的 public 方法委托给一个指定的对象。
interface ISports {
fun doSports()
}
class SwimForSports: ISports{
override fun doSports() {
println("do swim")
}
}
class SportsManager(sport: ISports): ISports by sport
fun main(args: Array<String>) {
val swimSports: SwimForSports = SwimForSports()
SportsManager(swimSports).doSports()// Log:do swim
}
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在SportsManager声明中,by子句表示,将sport保存在SportsManager的对象实例内部,而且编译器将会生成继承自 ISports 接口的所有方法, 并将调用转发给sport。
委托属性
概述
所谓的委托属性,就是对其属性值的操作不再依赖于其自身的getter()/setter()方法,是将其托付给一个代理类,从而每个使用类中的该属性可以通过代理类统一管理,再也不用在每个类中,对其声明重复的操作方法。
当我们使用属性的get或者set的时候,属性委托的getValue和setValue就会被调用。
定义语法
定义语法:
val/var <property name>: <Type> by <expression>
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- var/val:属性类型(可变/只读)
- name:属性名称
- Type:属性的数据类型
- expression:代理类
by关键字之后的表达式就是委托,属性的get()方法(以及set() 方法)将被委托给这个对象的 getValue()和setValue()方法.属性委托不必实现任何接口, 但必须提供 getValue() 函数(对于 var属性,还需要 setValue() 函数)。
使用场景
- 延迟加载属性(lazy property): 属性值只在初次访问时才会计算,
- 可观察属性(observable property): 属性发生变化时, 可以向监听器发送通知,
- 将多个属性保存在一个 map 内, 而不是保存在多个独立的域内.
标准类库
Kotlin标准库中,已经自定义了一系列标准委托,包括了大部分有用的委托。
延迟加载(Lazy)
lazy()是一个函数, 接受一个Lambda表达式作为参数, 返回一个Lazy类型的实例,这个实例可以作为一个委托, 实现延迟加载属性(lazy property): 第一次调用 get() 时, 将会执行 lazy() 函数受到的Lambda 表达式,然后会记住这次执行的结果, 以后所有对 get() 的调用都只会简单地返回以前记住的结果.
// File: test.kt
val no: Int by lazy {
200
}
val c = 200
fun main(args: Array<String>) {
val b = 200
println(no) // Log : 200
println(no) // Log : 200
}
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现声明了两个Top-level属性no 和 c,其中no为延迟加载属性(委托属性)。现在b打了断点,从下图可以清晰的看出,此时c已被初始化,而no并未被初始化,直到println(no)调用时,no才被初始化。从那以后每次调用no,都会取得其值。
注:
- var类型属性不能设置为延迟加载属性,因为在lazy中并没有setValue(…)方法
- lazy操作符是线程安全的。如果在不考虑多线程问题或者想提高更多的性能,也可以使
用 lazy(LazyThreadSafeMode.NONE){ … } 。
在LazyThreadSafetyMode中声明了几种,[Lazy]实例在多个线程之间同步访问的形式:
- SYNCHRONIZED:锁定,用于确保只有一个线程可以初始化[Lazy]实例。
- PUBLICATION:初始化函数可以在并发访问未初始化的[Lazy]实例值时调用几次,,但只有第一个返回的值将被用作[Lazy]实例的值。
- NONE:没有锁用于同步对[Lazy]实例值的访问; 如果从多个线程访问实例,是线程不安全的。此模式应仅在高性能至关重要,并且[Lazy]实例被保证永远不会从多个线程初始化时使用。
可观察属性(Observable)
Delegates.observable() 函数接受两个参数: 第一个是初始化值, 第二个是属性值变化事件的响应器(handler).这种形式的委托,采用了观察者模式,其会检测可观察属性的变化,当被观察属性的setter()方法被调用的时候,响应器(handler)都会被调用(在属性赋值处理完成之后)并自动执行执行的lambda表达式,同时响应器会收到三个参数:被赋值的属性, 赋值前的旧属性值, 以及赋值后的新属性值。
var name: String by Delegates.observable("wang", {
kProperty, oldName, newName ->
println("kProperty:${kProperty.name} | oldName:$oldName | newName:$newName")
})
fun main(args: Array<String>) {
println("name: $name") // Log:nam:wang
name = "zhang" // Log:kProperty:name | oldName:wang | newName:zhang
name = "li" // Log:kProperty:name | oldName:zhang | newName:li
}
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在这个例子中,Delegates.observable(wang, hanler),完成了两项工作,一是,将name初始化(name=wang);二是检测name属性值的变化,每次变化时,都会打印其赋值前的旧属性值, 以及赋值后的新属性值。
Vetoable
Delegates.vetoable()函数接受两个参数: 第一个是初始化值, 第二个是属性值变化事件的响应器(handler),是可观察属性(Observable)的一个特例,不同的是在响应器指定的自动执行执行的lambda表达式中在保存新值之前做一些条件判断,来决定是否将新值保存。
var name: String by Delegates.vetoable("wang", {
kProperty, oldValue, newValue ->
println("oldValue:$oldValue | newValue:$newValue")
newValue.contains("wang")
})
fun main(args: Array<String>) {
println("name: $name")
println("------------------")
name = "zhangLing"
println("name: $name")
println("------------------")
name = "wangBing"
println("name: $name")
}
//Log
name: wang
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oldValue:wang | newValue:zhangLing
name: wang
------------------
oldValue:wang | newValue:wangBing
name: wangBing
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代码示例中的委托,在给name赋值是,只有字符串中含有”wang”时,将新值赋值给name.第一次给name赋值“zhangLing”时,lambda表达式的返回值为false,此时并没有对name成功赋值。而第二次,赋值”wangBing” 时,lambda表达式的返回值为true,成功赋值。
Not Null
在实际开发时,我们可能会设置可为null的var类型属性,在我们使用它时,肯定是对其赋值,假如不赋值,必然要报NullPointException.一种解决方案是,我们可以在使用它时,在每个地方不管是不是null,都做null检查,这样我们就保证了在使用它时,保证它不是null。这样无形当中添加了很多重复的代码。
在Kotlin中,委托又帮我们做了一个善事,不用去写这些重复的代码,Not Null委托会含有一个可null的变量并会在我们设置这个属性的时候分配一个真实的值。如果这个值在被获取之前没有被分配,它就会抛出一个异常。
这个在单例App这个例子中很有用:
class App : Application() {
companion object {
var instance: App by Delegates.notNull()
}
override fun onCreate() {
super.onCreate()
instance = this
}
}
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将多个属性保存在一个map内
使用Gson解析Json时,可以获取到相应的实体类的实例,当然该实体类的属性名称与Json中的key是一一对应的。在Kotlin中,存在这么一种委托方式,类的构造器接受一个map实例作为参数,将map实例本身作为属性的委托,属性的名称与map中的key是一致的,也就是意味着我们可以很简单的从一个动态地map中创建一个对象实例。
class User(val map: Map<String, Any?>) {
val name: String by map
val age: Int by map
}
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上例中, 类的构造器接受一个 map 实例作为参数:
fun main(args: Array<String>) {
val user = User(mapOf(
"name" to "John Doe",
"age" to 25
))
println(user.name) // 打印结果为: "John Doe"
println(user.age) // 打印结果为: 25
}
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委托属性将从这个 map中读取属性值(使用属性名称字符串作为 key 值)。
如果不用只读的 Map , 而改用值可变的 MutableMap , 那么也可以用作 var 属性的委托。
class User(val map: MutableMap<String, Any?>) {
val name: String by map
val age: Int by map
}
fun main(args: Array<String>) {
var map:MutableMap<String, Any?> = mutableMapOf(
"name" to "John Doe",
"age" to 25)
val user = User(map)
println(user.name) // 打印结果为: "John Doe"
println(user.age) // 打印结果为: 25
println("--------------")
map.put("name", "Green Dao")
map.put("age", 30)
println(user.name) // 打印结果为: Green Dao
println(user.age) // 打印结果为: 30
}
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属性委托的前提条件
getValue()
对于只读属性(也就是说val属性), 它的委托必须提供一个名为getValue()的函数, 这个函数必须有以下参数及返回值
- receiver:这个参数的类型必须与 属性所属的类 相同, 或者是它的基类(对于扩展属性 — 这个参数的
类型必须与被扩展的类型相同, 或者是它的基类), - metadata:这个参数的类型必须是 KProperty<*> , 或者是它的基类,
- 返回值:返回值类型必须与属性类型相同(或者是它的子类型).
setValue()
对于一个值可变(mutable)属性(也就是说,var 属性),除 getValue()函数之外,它的委托还必须 另外再提供一个名为setValue()的函数, 这个函数接受以下参数:
- receiver:与 getValue() 函数的参数相同,
- metadata:与 getValue() 函数的参数相同,
- new value:这个参数的类型必须与属性类型相同, 或者是它的基类.
operator
getValue() 和 setValue() 函数可以是委托类的成员函数, 也可以是它的扩展函数. 如果你需要将属性委托给一个对象, 而这个对象本来没有提供这些函数, 这时使用扩展函数会更便利一些. 这两个函数都需要标记为operator.
自定义委托
在自定义委托时,必须实现ReadOnlyProperty或者ReadWriteProperty接口,具体选择实现哪一个接口取决与委托对象是val属性还是var属性。
ReadOnlyProperty
ReadOnlyProperty接口主要用于实现只读属性的属性委托。
public interface ReadOnlyProperty<in R, out T> {
/**
* 返回给定对象的属性的值
* @param thisRef:拥有委托属性的对象
* @param property:属性的元数据
* @return:属性的值
*/
public operator fun getValue(thisRef: R, property: KProperty<*>): T
}
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- R:拥有委托属性的对象的类型
- T:属性值的类型
ReadWriteProperty
ReadWriteProperty接口主要用于实现可变属性的属性委托。
public interface ReadWriteProperty<in R, T> {
/**
* 返回给定对象的属性的值
* @param thisRef:拥有委托属性的对象
* @param property:属性的元数据
* @return:属性的值
*/
public operator fun getValue(thisRef: R, property: KProperty<*>): T
/**
* 设置给定对象的属性的值
* @param thisRef:拥有委托属性的对象
* @param property:属性的元数据
* @param value:设置的属性的值
*/
public operator fun setValue(thisRef: R, property: KProperty<*>, value: T)
}
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- R:拥有委托属性的对象的类型
- T:属性值的类型
自定义委托
创建一个委托类SingleValueVar,继承自ReadWriteProperty
class SingleValueVar<T> : ReadWriteProperty<Any?, T> {
private var value: T? = null
override fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: T) {
if (null != value && null == this.value) {
this.value = value
}
}
override fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T {
return value!!
}
}
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这个委托可以作用在任何非null的类型,只对该该属性赋值一次,它接收任何类型的引用,然后像getter和setter那样使用T。对于getter和setter:
- Getter函数:如果该属性已经被初始化, 则会返回一个值, 否则会抛异常。
- Setter函数:如果初始值为null,则赋值;如果已被赋值,则不再赋值
创建一个委托的对象
创建一个委托类实例,用于保存委托的属性。
object DelegatesExt {
fun <T> singleValueVar(): ReadWriteProperty<Any?, T> = SingleValueVar<T>()
}
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为属性设置委托
在Student类中,对no属性设置刚才创建的委托SingleValueVar,意味着该属性只能够被赋值一次,而 name属性就是一个普通的成员属性
class Student {
var no: Int by DelegatesExt.singleValueVar<Int>()
var name: String = "wang"
override fun toString(): String {
return "no: $no | name: $name"
}
}
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测试实例
fun main(args: Array<String>) {
var stu: Student = Student()
stu.no = 20
stu.name = "wang"
println(stu.toString()) // 打印:no: 20 | name: wang
stu.no = 30
stu.name = "li"
println(stu.toString()) // 打印:no: 20 | name: li
}
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在上述测试示例中,我们先对Studeng的实例,暂定为A,第一次给A赋值no=20,name=”wang”,此时打印这个实例的结果为 “no: 20 | name: wang”,然后我们对A进行了第二次赋值no=30,name=”li”,但是实际上打印结果为“no: 20 | name: li”。相比较两次结果,no的值都是20,这恰恰是我们想要的结果。因为我们对no属性设置了SingleValueVar委托,该委托的效果是只有第一次对该属性赋值时有效,再次赋值时无效