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Kotlin——初级篇(五):操作符与操作符重载一

本篇文章为大家详细的介绍Koltin特有的操作符重载。或许对于有编程经验的朋友来说,操作符这个词绝对不陌生,就算没有任何编辑基础的朋友,数学中的算数运算符也绝不陌生。例如(+、-、*、/、>、<、>=、<=)等。而算数运算符是编程语言中的一种操作符而已。就算你没有任何基础,也请你详细的看完这篇文章,我相信你会很有收获的。

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一、约定

所谓预定:即指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 +*)和固定的优先级。为实现这样的操作符,我们为相应的操作类型提供了一个固定名字的函数。这样的技术,称为约定

因为由类实现的接口集是固定的,而Kotlin不能为了实现其他接口而修改现有的类,因此一般通过扩展函数的机制来实现为现有的类增添新的约定方法,从而适应任何现有的Java类。

二、操作符与操作符重载

根据操作数据个数的不同,分为两种操作类型:

  1. 一元操作:即指操作数只有一个的情况
  2. 二元操作:即指操作数存在二两或多个的情况。特别说明:在存在多个操作数的情况下,会用复合运算或拆分为多个运算。

2.1、一元操作

一元操作:即指一个操作数的情况,

2.1.1、简单的一元操作运算

这里分为三种情况有三种一元操作:

  • + 表示为操作数实现一个正号的意思,其操作数为数值型
  • - 表示为操作数实现一个负号的意思,其操作数为数值型
  • ! 表示取反的意思,其操作数为boolean类型

提供一个表格直观的展示:

操作符 重载
+a a.unaryPlus()
-a a.unaryMinus()
!a a.not()

例:

var a = 1
var b = -2
var c = true
var d = false

// 操作符实现
println("+a = ${+a}\t -a = ${-a}\t !c = ${!c}")
println("+b = ${+b}\t -b = ${-b}\t !d = ${!d}")

// 操作符重载实现
println("+a = ${a.unaryPlus()}\t -a = ${a.unaryMinus()}\t !c = ${c.not()}")
println("+b = ${b.unaryPlus()}\t -b = ${b.unaryMinus()}\t !d = ${d.not()}")
复制代码

输出结果为:

+a = 1	 -a = -1	 !c = false
+b = -2	 -b = 2	 !d = true
+a = 1	 -a = -1	 !c = false
+b = -2	 -b = 2	 !d = true
复制代码
2.1.2、复杂的一元操作

复杂的一元操作符即指,对操作数进行自增、自减操作。和Java是一样的

这里主要有4种情况:

  • 后缀自增:表示为操作数进行自增操作,其操作数为数值型。例如:a++
  • 后缀自减:表示为操作数进行自减操作,其操作数为数值型。例如:a--
  • 前缀自增:表示为操作数进行自增操作,其操作数为数值型。例如:++a
  • 前缀自减:表示为操作数进行自增操作,其操作数为数值型。例如:--a

提供一个表格直观的展示:

操作符 重载 表示
a++ a.inc() a = a.also{ a.inc() }
a-- a.dec() a = a.also{ a.dec() }
++a a.inc() a = a.inc().also{ a = it }
--a a.dec() a = a.dec().also{ a = it }

解释:操作符++的重载为inc(),操作符--的重载为dec()。但是前缀操作和后缀操作是有着明显的区别的:

  • 后缀操作是第一次调用的时候不执行自身。在第二次开始进行自增或自减操作。
  • 前缀操作是第一次调用的时候就执行自增或自减操作

实例:

var a = 10
var b = 10
var c = 10
var d = 10

// 操作符实现
println("a++ = ${a++} \t b-- = ${b--} \t ++c = ${++c} \t --d = ${--d}")

// 操作符重载方式实现,或许你看不明白上表中代码,不过这没关系,你只要记住上面前缀与后缀操作的区别就行
a.also { a.inc() }
b.also { b.dec() }
c.inc().also { c = it }
d.dec().also { d = it }
println("a = $a \t b = $b \t c = $c \t d = $d")
复制代码

输出结果为:

a++ = 10 	 b-- = 10 	 ++c = 11 	 --d = 9
a = 10 	 b = 10 	 c = 11 	 d = 9
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2.2 二元操作

二元操作:即指操作数存在二两或多个的情况。

2.2.1、简单的二元操作

简单的二元操作有:

  • a + b,表示两个操作数相加,值得注意的是若某一个操作数为String类型时。其返回值为String类型,当且仅当两个操作数都为数值型时,其返回值才会数值型。
  • a - b,表示两个操作数相减,返回值为数值型
  • a * b,表示两个操作数相乘,返回值为数值型
  • a / b,表示两个操作数相除,返回值为数值型
  • a % b,表示两个操作数相除后的余数,官方称之为,即a模以b 。返回值为Int
  • a .. b,表示范围(区间),这里不详细说明,在下面一点的区间操作符一起讲解。

这里提供一个表格直观的展示:

操作符 重载
a + b a.plus(b)
a - b a.minus(b)
a * b a.tiems(b)
a / b a.div(b)
a % b a.rem(b) 或 a.mod(b)
a .. b a.rangTo(b)

这里值得注意的是:a % b的重载为a.rem()a.mod()。不过a.mod()Koltin1.0版本的重载方法,现在已经弃用了,Koltin1.1以及以上版本使用a.rem()重载方法

// 简单的二元操作
val a = 10
val b = 2
val c = "2"
val d = "Kotlin"

// 操作符实现
println("a + d = " + a + d)
println("c + d = " + c + d)
println("a + b = ${a + b} \t a - b = ${a - b} \t a * b = ${a * b} \t a / b = ${a / b} \t a % b = ${a % b}")

// 操作符重载实现
// println("a + d = ${a + d}") 错误:字符串模板限制只能为数值型
println("a + b = ${a.plus(b)} \t a - b = ${a.minus(b)} \t a * b = ${a.times(b)} \t a / b = ${a.div(b)} \t a % b = ${a.rem(b)}")
// println(a.plus(d))  错误:因为第一个操作数`a`限制了其plus()方法的参数,
// println(d.plus(a))  正确:因为plus()方法的参数为超(Any)类型
复制代码

输出结果为:

a + d = 10Kotlin
c + d = 2Kotlin
a + b = 12 	 a - b = 8 	 a * b = 20 	 a / b = 5 	 a % b = 0
a + b = 12 	 a - b = 8 	 a * b = 20 	 a / b = 5 	 a % b = 0
复制代码

2.2.2、复合二元操作

复合的二元操作有:

  • a += b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数加上第二个操作数,值得注意的是若某一个操作数为String类型时。其返回值为String类型,当且仅当两个操作数都为数值型时,其返回值才会数值型。
  • a -= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数减去第二个操作数,返回值为数值型
  • a *= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数乘以第二个操作数,返回值为数值型
  • a /= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数除以第二个操作数,返回值为数值型
  • a %= b,表示第一个操作数的的值为第一个操作数模以第二个操作数 。返回值为Int

这里提供一个表格直观的展示:

操作符 表示 重载
a += b a = a + b a = a.plus(b)
a -= b a = a - b a = a.minus(b)
a *= b a = a * b a = a.tiems(b)
a /= b a = a / b a = a.div(b)
a %= b a = a % b a = a.rem(b)

例: 操作符实现

var b = 2
var a = 10
var c = "Kotlin"

// 主要演示字符串的+=
c += a                          等价于  c = c.plus(a)
print("c = $c \t")

a += b                          等价于  a = a.plus(b)
print("a = $a \t")

a = 10
a -= b                          等价于  a = a.minus(b)
print("a = $a \t")

a = 10
a *= b                          等价于  a = a.tiems(b)
print("a = $a \t")

a = 10
a /= b                          等价于  a = a.div(b)
print("a = $a \t")

a = 10
a % b                          等价于  a = a.rem(b)
print("a = $a \t")
复制代码

输出结果为:

c = Kotlin10 	a = 12 	a = 8 	a = 20 	a = 5 	a = 0 	
复制代码

或许你会说这里为什么没有Kotlin的版本呢?你在看官方文档或者其他人一些博客文章的时候可能有这样a += b <=> a.plusAssign()的操作。但是我告诉你a.plusAssign()不是这样用的,你可以看源码知道primitives.kt文件中肯本就不存在plusAssign()这个方法。因为Koltin赋值不是表达式。即 a += b <=> a = a + bKotlin中是a = a.plus(b)。不过数组与集合是同时存在plus()plusAssign()这两个函数的。

还有一点就是:如果我的第一个操作数定义为val(不可变)类型时,a += b这个表达式会编译出错。

上面说到了在源码primitievs.kt文件中不存在plusAssign()minusAssign()timesAssign()divAssign()remAssign()这些方法。那为什么官方文档上会存在呢?这里这里不做详解,但是我会在自定义重载操作符方法的时候给大家说明,请大家详细的往下看,一些更高级的操作

2.3、位运算操作

位运算操作:即对一个数进行位移运算。关于这个操作符的重载函数,我在前面讲解数据类型章节的时候已经讲解过,这里就不多做累述了。没有看过的朋友请参见Kotlin——初级篇(三):数据类型详解

2.4、区间操作

区间操作符:即是符号..。值得注意的是这个操作符在Java中是不存在的,且两个操作数都是整型

操作符 表示 重载
a .. b a 到 b 中间的值 a.rangeTo(b)

这个操作符一般用于for循环中,在条件判断中偶尔也会用到。

例:

val a = 1
val b = 5

// 操作符实现
val s = 3 in a .. b     // true,因为3在区间[1,5]之内
println("s = $s")
for (index in a .. b){
    print("index = $index \t")
}

// 操作符重载方式实现
val t = 3 in a.rangeTo(b)
println("t = $t")
for (index in a.rangeTo(b)){
    print("index = $index \t")
}
复制代码

输出结果为:

s = true
index = 1 	index = 2 	index = 3 	index = 4 	index = 5 	
t = true
index = 1 	index = 2 	index = 3 	index = 4 	index = 5 
复制代码

当然了,这些实例都是极其简单的。我在Kotlin——初级篇(四):控制语句讲解这篇文章也是讲到过的。

总结

关于操作符重载,这里由于篇幅过长的原因,后面的比较操作符,以及inis、以及自定义操作符等都会在下一章讲解。敬请期待...

这篇文章,主要讲解了Kotlin中常用的操作符以及重载方法。其中的第一部分只是介绍了其概念,在第二节在才开始讲解了其用法及实例说明。重点在于二元操作中的复合运算一节,千万不要被别人的博客和翻译文档所误导。上面的实例都是我一个一个实验过后才写出来的。实践出真理,不然我也不知道这个a += b等所 对应的a.plusAssign(b)等会这么坑。

参考

这里参考了别人翻译的官方文档
以及另外一篇很好的博文

源代码

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