Kotlin 重载个方法,还有两幅面孔,省代码的同时也带来一个深坑 | Kotlin 原理

plokmju88 · · 18 次点击 · · 开始浏览    

一. 序

今年五月的 Google I/O 上,Google 正式向全球宣布 Kotlin-First 这一重要概念,Kotlin 将成为 Android 开发者的首选语言。

新语言自然有新特性,还保持 Java 的编程习惯去写 Kotlin,也不是不行,但是总感觉差点意思。

最近公众号「谷歌开发者」连载了一个《实用 Kotlin 构建 Android 应用 | Kotlin 迁移指南》的系列文章,就举例了一些 Kotlin 编码的小技巧。既然是一种指南性质的文章,自然在「多而广」的基础上,有意去省略一些细节,同时举例的场景,可能还有一些不恰当的地方。

这里我就来补齐这些细节,今天聊聊利用 Kotlin 的方法默认参数的特性,完成类似 Java 的方法重载的效果。完全解析这个特性的使用方式和原理,以及在使用过程中的一个深坑。

二. Kotlin 的简易方法重载

2.1 Kotlin 如何简化方法重载?

在 Java 中,我们可以在同一个类中,定义多个同名的方法,只需要保证每个方法具有不同的参数类型或参数个数,这就是 Java 的方法重载

class Hello {
    public static void hello() {
        System.out.println("Hello, world!");
    }

    public static void hello(String name) {
        System.out.println("Hello, "+ name +"!");
    }

    public static void hello(String name, int age) {
        if (age > 0) {
            System.out.println("Hello, "+ name + "(" +age +")!");
        } else {
            System.out.println("Hello, "+ name +"!");
        }
    }
}

在这个例子中,我们定义了三个同名的 hello() 方法,分别有不同的逻辑细节。

在 Kotlin 中,因为它支持在同一个方法里,通过 「?」标出可空参数,以及通过「=」给出参数的默认值。那这三个方法就可以在 Kotlin 中,被柔和成一个方法。

object HelloDemo{
    fun hello(name: String = "world", age: Int = 0) {
        if (age > 0) {
            System.out.println("Hello, ${name}(${age})!");
        } else {
            System.out.println("Hello, ${name}!");
        }
    }
}

在 Kotlin 类中调用,和前面 Java 实现的效果是一致的。

HelloDemo.hello()
HelloDemo.hello("承香墨影")
HelloDemo.hello("承香墨影", 16)

但是这个通过 Kotlin 方法参数默认值的特性申明的方法,在 Java 类中使用时,就有些区别了。因为 HelloDemo 类被声明为 object,所以在 Java 中需要使用 INSTANCE 来调用它的方法。

HelloDemo.INSTANCE.hello("承香墨影",16);

Kotlin 中调用 hello() 方法很方便,可以选择性的忽略参数,但是在 Java 中使用,必须全量的显式的去做参数赋值。

这就是使用了参数默认值的方法申明时,分别在 Kotlin 和 Java 中的使用方式,接下来我们看看原理。

2.2 Kotlin 方法参数指定默认值的原理

Kotlin 编写的代码,之所以可以在 Java 系的虚拟机中运行,主要是因为它在编译的过程中,会被编译成虚拟机可识别的 Java 字节码。所以我们通过两次转换的方式(Show Kotlin Bytecode + Decompile),就可以得到 Kotlin 生成的对应 Java 代码了。

public final void hello(@NotNull String name, int age) {
  Intrinsics.checkParameterIsNotNull(name, "name");
  if (age > 0) {
     System.out.println("Hello, " + name + '(' + age + ")!");
  } else {
     System.out.println("Hello, " + name + '!');
  }
}

// $FF: synthetic method
public static void hello$default(HelloDemo var0, String var1, int var2, int var3, Object var4) {
  if ((var3 & 1) != 0) {
     var1 = "world";
  }

  if ((var3 & 2) != 0) {
     var2 = 0;
  }
  var0.hello(var1, var2);
}

在这里会生成一个 hello() 方法,同时还会有一个合成方法(synthetic method)hello$default,用来处理默认参数的问题。在 Kotlin 中调用 hello() 方法,会在编译期间,有选择性的自动替换成 hello() 的合成方法去调用。

// Kotlin 调用
HelloDemo.hello()
HelloDemo.hello("承香墨影")
HelloDemo.hello("承香墨影", 16)

// 编译后的 Java 代码
HelloDemo.hello$default(HelloDemo.INSTANCE, (String)null, 0, 3, (Object)null);
HelloDemo.hello$default(HelloDemo.INSTANCE, "承香墨影", 0, 2, (Object)null);
HelloDemo.INSTANCE.hello("承香墨影", 16);

注意看示例的末尾,当使用 hello(name,age) 这个方法重载时,其实与 Java 中的调用,是一致的,这没什么好说的。

这就是 Kotlin 方法重载时,使用指定默认参数的方式,省去多个方法重载代码的原理。

理解原理后,发现它确实减少了我们编写的代码量,但是有没有场景,是我们就需要显式的存在这几个方法的重载的?自然是有的,例如自定义 View 时。

三. 自定义 View 遇上 Kotlin

3.1 构造方法也是方法

再回到前面提到的谷歌开发者的《实用 Kotlin 构建 Android 应用 | Kotlin 迁移指南》系列文章中,举的例子其实很不恰当。

它这里的例子中,使用了 View 这个词,并且重载的几个方法,都是 View 的构造方法,我们在自定义 View 时,经常会和这三个方法打交道。

但是谷歌工程师在这里举的例子,很容易让人误会,实际上你如果在自定义 View 时,这么写一定是会报错的。

例如我们自定义一个 DemoView,它继承自 EditView。

class DemoView(
        context: Context, 
        attrs: AttributeSet? = null, 
        defStyleAttr: Int = 0
) : EditText(context, attrs, defStyleAttr) {
}

这个自定义的 DemoView,当使用在 XML 布局中时,虽然编译不会出错,但是运行时,你会得到一个 NoSuchMethodException。

Caused by: java.lang.NoSuchMethodException: <init> [class android.content.Context, interface android.util.AttributeSet]

什么问题呢?

在 LayoutInflater 创建控件时,找不到 DemoView(Context, AttributeSet) 这个重载方法,所以就报错了。

这其实很好理解,在前面说到 Kotlin 在使用带默认值的方法的原理,其实 Kotlin 最终会在编译后,额外生成一个合成方法,来处理方法的参数默认值的情况,它和 Java 的方法重载还不一样,用它生成的方法,确实不会存在多个方法的重载。

所以要明白,Kotlin 的方法指定默认参数与 Java 的方法重载,并不等价。只能说它们在某些场景下,特性是类似的。

3.2 使用 @JvmOverloads

那么回到这里的问题,在自定义 View 或者其他需要保留 Java 方法重载的场景下,怎么让 Kotlin 在编译时,真实的去生成对应的重载方法?

这里就需要用到 @JvmOverloads 了。

当 Kotlin 使用了默认值的方法,被增加了 @JvmOverloads 注解后,它的含义就是在编译时,保持并暴露出该方法的多个重载方法

其实当我们自定义 View 时,AS 已经给了我们充分的提示,它会自动帮我们生成带 @JvmOverloads 构造方法。

AS 帮我们补全的代码如下:

class DemoView @JvmOverloads constructor(
        context: Context, 
        attrs: AttributeSet? = null, 
        defStyleAttr: Int = 0
) : AppCompatEditText(context, attrs, defStyleAttr) {
}

再用「Kotlin Bytecode + Decompile」查看一下编译后的代码,来验证 @JvmOverloads 的效果。

@JvmOverloads
public DemoView(@NotNull Context context, @Nullable AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
  Intrinsics.checkParameterIsNotNull(context, "context");
  super(context, attrs, defStyleAttr);
}

// $FF: synthetic method
public DemoView(Context var1, AttributeSet var2, int var3, int var4, DefaultConstructorMarker var5) {
  if ((var4 & 2) != 0) {
     var2 = (AttributeSet)null;
  }

  if ((var4 & 4) != 0) {
     var3 = 0;
  }

  this(var1, var2, var3);
}

@JvmOverloads
public DemoView(@NotNull Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
  this(context, attrs, 0, 4, (DefaultConstructorMarker)null);
}

@JvmOverloads
public DemoView(@NotNull Context context) {
  this(context, (AttributeSet)null, 0, 6, (DefaultConstructorMarker)null);
}

可以看到,@JvmOverloads 生效后,会按照我们的预期生成对应的重载方法,同时保留合成方法,完成在 Kotlin 中使用时,使用默认参数的需求。

是不是以为到这里就完了?并不是,如果你在自定义 View 时,完全按照 AS 给你的提示生成代码,虽然程序不会崩溃了,但你会得到一些未知的错误。

3.3 View 中别直接用 AS 生成代码

在自定义 View 时,依赖 AS 的提示生成代码,会遇到一些未知的错误。例如在本文的例子中,我们想要实现一个 EditView 的子类,用 AS 提示生成了代码。

会出现什么问题呢?

在 EditView 的场景下,你会发现焦点没有了,点击之后软键盘也不会自动弹出。

那为什么会出现这种问题?

原因就在 AS 在自动生成的代码时,对参数默认值的处理。

当在自定义 View 时,通过 AS 生成重载方法时,它对参数默认值的处理规则是这样的。

  1. 遇到对象,默认值为 null。
  2. 遇到基础数据类型,默认值为基本数据类型的默认值。例如 Int 就是 0,Boolean 就是 false。

而在这里的场景下, defStyleAttr 这个参数的类型为 Int,所以默认值会被赋值为 0,但是它并不是我们需要的。

在 Android 中,当 View 通过 XML 文件来布局使用时,会调用两个参数的构造方法 (Context context, AttributeSet attrs),而它内部会调用三个参数的构造方法,并传递一个默认的 defStyleAttr,注意它并不是 0。

既然找到了问题,就很好解决了。我们看看自定义 View 的父类中,两个参数的构造方法如何实现的,将 defStyleArrt 当默认值传递进去就好了。

那我们先看看 AppCompatEditText 中的实现。

public AppCompatEditText(Context context, 
                         AttributeSet attrs) {
    this(context, attrs, R.attr.editTextStyle);
}

再修改 DemoView 中对 defStyleAttr 默认值的指定即可。

class DemoView @JvmOverloads constructor(
        context: Context,
        attrs: AttributeSet? = null, 
        defStyleAttr: Int = R.attr.editTextStyle
) : AppCompatEditText(context, attrs, defStyleAttr) {
}

到这里,自定义 View 中,使用默认参数的构造方法重载问题,也解决了。

在自定义 View 的场景下,当然也可以通过重写多个 constructor 方法来实现类似的效果,但是既然已经明白了它的原理,那就放心大胆的使用吧。

四. 小结时刻

到这里就弄清楚 Kotlin 中,使用默认参数来减少方法重载代码的使用技巧和原理,以及注意事项了。

弄清楚原理以及需要注意的点,可以帮助我们更好的使用 Kotlin 的特性。我们最后再总结一下本文的知识点:

  1. Kotlin 可以通过对一个方法的参数,通过指定默认值的方式,来完成类似 Java 中「方法重载」的效果。
  2. 若想保留 Java 的重载方法,可以使用 @JvmOverloads 注解标记,它会自动生成该方法的全部重载方法。
  3. 在自定义 View 时,需要注意指定参数 defStyleAttr 的默认值,而不应该是 0。

今天就到这里,对本文的内容你有什么问题嘛?欢迎留言讨论。

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