一文彻底搞懂 Kotlin 中的委托 | 开发者说·DTalk
本文原作者: 码农西哥,原文发布于微信公众号: 技术最TOP
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什么是委托?
委托,也就是委托模式,它是 23 种经典设计模式种的一种,又名代理模式
,在委托模式中,有 2 个对象参与同一个请求的处理,接受请求的对象将请求委托给另一个对象来处理。委托模式是一项技巧,其他的几种设计模式如: 策略模式、状态模式和访问者模式都是委托模式的具体场景应用。
委托模式中,有三个角色,约束、委托对象和被委托对象。
委托模式中的角色.png
约束:约束是接口或者抽象类,它定义了通用的业务类型,也就是需要被代理的业务
被委托对象: 具体的业务逻辑执行者
委托对象: 负责对真是角色的应用,将约束累定义的业务委托给具体的委托对象。
委托的具体场景
上一节讲了委托的定义和它所包含的几个角色,那么具体该怎么运用呢?我们以一个实际的例子来看看。
现在很多年轻人都爱完游戏,不管是吃鸡、王者荣耀还是英雄联盟。它们都是有等级之分的: 青铜->白银->黄金->铂金->钻石->宗师->王者
,等级越高,代表你越厉害,就拿英雄联盟来说,我们多数混迹在白银黄金阶段,要上钻石宗师段位非常困难。比如你排位打了很久,就差几场就能上宗师了,老是打不上去,这个时候怎么办呢?好办,现在有很多游戏代练,委托
游戏代练给你打上去就好了。这其实就是一个委托模式。代码该怎么写呢?一起来看看:
首先,我们定义约束类,定义我们需要委托的业务,就拿这个场景来说,我们的业务就是打排位赛,升级
。因此,定义个约束类 (接口) IGamePlayer
:
// 约束类
interface IGamePlayer {// 打排位赛fun rank()// 升级fun upgrade()
}
约束类中,定义了我们要代理的业务 rank(),upgrade(),然后,我们就定义被委托对象,也就是游戏代练
:
// 被委托对象,本场景中的游戏代练
class RealGamePlayer(private val name: String): IGamePlayer{override fun rank() {println("$name 开始排位赛")}override fun upgrade() {println("$name 升级了")}}
如上,我们定义了一个被委托对象 RealGamePlayer, 它有一个属性 name,它实现了我们约定的业务 (实现了接口方法)。接下来,就是委托角色
:
// 委托对象
class DelegateGamePlayer(private val player: IGamePlayer): IGamePlayer by player
我们定义了一个委托类DelegateGamePlayer
,现在游戏代练有很多,水平有高有低,如果发现水平不行,我们可以随时换,因此,我们把被委托对象作为委托对象的属性,通过构造方法传进去。
注意: 在 kotlin 中,委托用关键字
by
修饰,by
后面就是你委托的对象,可以是一个表达式
。因此在本例中,通过by player
委托给了具体的被委托对象。
最后,看一下场景测试类:
// Client 场景测试
fun main() {val realGamePlayer = RealGamePlayer("张三")val delegateGamePlayer = DelegateGamePlayer(realGamePlayer)delegateGamePlayer.rank()delegateGamePlayer.upgrade()
}
我们定义了一个游戏代练,叫张三,将它传递给委托类,然后就可以开始排位和升级的业务了,而最终谁完成了排位赛和升级了,当然是我们的被委托对象,也就是游戏代练——张三。
运行,结果如下:
张三 开始排位赛
张三 升级了
小结: 以上就是委托的应用,再来回顾一下它的定义: 2 个对象参与处理同一请求,这个请求就是我们约束类的逻辑,因此委托类 (DelegateGamePlayer) 和被委托类 (RealGamePlayer) 都需要实现我们的约束接口IGamePlayer
。
属性委托
在 Kotlin 中,有一些常见的属性类型,虽然我们可以在每次需要的时候手动实现它们,但是很麻烦,各种样板代码存在,我们知道,Kotlin 可是宣称要实现零样板代码的。为了解决这些问题呢?Kotlin 标准为我们提供了委托属性
。
class Test {// 属性委托var prop: String by Delegate()
}
委托属性
的语法如下:
val/var <属性名>: <类型> by <表达式>
跟我们前面将的委托类似,只不过前面是 类委托,这里属性委托
。
属性委托的原理
前面讲的委托中,我们有个约束角色,里面定义了代理的业务逻辑。而委托属性呢?其实就是上面的简化,被代理的逻辑就是这个属性的get
/set
方法。get
/set
会委托给被委托对象的setValue
/getValue
方法,因此被委托类需要提供setValue
/getValue
这两个方法。如果是val
属性,只需提供 getValue。如果是 var 属性,则setValue
/getValue
都需要提供。
比如上面的 Delegate 类:
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 $thisRef.")}
}
其中的参数解释如下:
thisRef
—— 必须与属性所有者类型 (对于扩展属性——指被扩展的类型) 相同或者是它的超类型;property
—— 必须是类型 KProperty<*> 或其超类型;value
—— 必须与属性同类型或者是它的子类型。
测试如下:
fun main() {println(Test().prop)Test().prop = "Hello, Android技术杂货铺!"
}
打印结果如下:
Test@5197848c, thank you for delegating 'prop' to me!
Hello, Android技术杂货铺!has been assigned to 'prop' in Test@17f052a3.
另一种实现属性委托的方式
上面我们讲了,要实现属性委托,就必须要提供getValue
/setValue
方法,对于比较懒的同学可能就要说了,这么复杂的参数,还要每次都要手写,真是麻烦,一不小心就写错了。确实是这样,为了解决这个问题, Kotlin 标准库中声明了 2 个含所需 operator 方法的 ReadOnlyProperty / ReadWriteProperty
接口。
interface ReadOnlyProperty<in R, out T> {operator fun getValue(thisRef: R, property: KProperty<*>): T
}interface ReadWriteProperty<in R, T> {operator fun getValue(thisRef: R, property: KProperty<*>): Toperator fun setValue(thisRef: R, property: KProperty<*>, value: T)
}
被委托类
实现这两个接口其中之一就可以了,val
属性实现ReadOnlyProperty
,var
属性实现ReadOnlyProperty
。
// val 属性委托实现
class Delegate1: ReadOnlyProperty<Any,String>{override fun getValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>): String {return "通过实现ReadOnlyProperty实现,name:${property.name}"}
}
// var 属性委托实现
class Delegate2: ReadWriteProperty<Any,Int>{override fun getValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>): Int {return 20}override fun setValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>, value: Int) {println("委托属性为:${property.name} 委托值为:$value")}}
// 测试
class Test {// 属性委托val d1: String by Delegate1()var d2: Int by Delegate2()
}
如上代码所示,定义了 2 个属性代理,都通过 ReadOnlyProperty / ReadWriteProperty 接口实现。
测试代码如下:
val test = Test()println(test.d1)println(test.d2)test.d2 = 100
打印结果:
通过实现ReadOnlyProperty实现,name:d1
20
委托属性为:d2 委托值为:100
可以看到,与手动实现 setValue/getValue 效果一样,但是这样写代码就方便了很多了。
Kotlin 标准库中提供几个委托
Kotlin 标准库中提供了几种委托,例如:
延迟属性 (lazy properties): 其值只在首次访问时计算;
可观察属性 (observable properties): 监听器会收到有关此属性变更的通知;
把多个属性储存在一个映射 (map) 中,而不是每个存在单独的字段中。
延迟属性 lazy
lazy()
是接受一个 lambda 并返回一个 Lazy <T>
实例的函数,返回的实例可以作为实现延迟属性的委托: 第一次调用 get()
会执行已传递给 lazy()
的 lambda 表达式并记录结果, 后续调用 get()
只是返回记录的结果。
val lazyProp: String by lazy {println("Hello,第一次调用才会执行我!")"西哥!"
}// 打印lazyProp 3次,查看结果
fun main() {println(lazyProp)println(lazyProp)println(lazyProp)
}
打印结果如下:
Hello,第一次调用才会执行我!
西哥!
西哥!
西哥!
可以看到,只有第一次调用,才会执行 lambda 表达式中的逻辑,后面调用只会返回 lambda 表达式的最终值。
lazy 也可以接受参数
lazy 延迟初始化是可以接受参数的,提供了如下三个参数:
/*** Specifies how a [Lazy] instance synchronizes initialization among multiple threads.*/
public enum class LazyThreadSafetyMode {/*** Locks are used to ensure that only a single thread can initialize the [Lazy] instance.*/SYNCHRONIZED,/*** Initializer function can be called several times on concurrent access to uninitialized [Lazy] instance value,* but only the first returned value will be used as the value of [Lazy] instance.*/PUBLICATION,/*** No locks are used to synchronize an access to the [Lazy] instance value; if the instance is accessed from multiple threads, its behavior is undefined.** This mode should not be used unless the [Lazy] instance is guaranteed never to be initialized from more than one thread.*/NONE,
}
三个参数解释如下:
LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED
: 添加同步锁,使 lazy 延迟初始化线程安全;LazyThreadSafetyMode. PUBLICATION
: 初始化的 lambda 表达式可以在同一时间被多次调用,但是只有第一个返回的值作为初始化的值;LazyThreadSafetyMode. NONE
: 没有同步锁,多线程访问时候,初始化的值是未知的,非线程安全,一般情况下,不推荐使用这种方式,除非你能保证初始化和属性始终在同一个线程。
使用如下:
val lazyProp: String by lazy(LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED) {println("Hello,第一次调用才会执行我!")"西哥!"
}
如果你指定的参数为 LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED,则可以省略,因为 lazy 默认就是使用的LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED
。
可观察属性 Observable
如果你要观察一个属性的变化过程,那么可以将属性委托给Delegates.observable
, observable
函数原型如下:
public inline fun <T> observable(initialValue: T, crossinline onChange: (property: KProperty<*>, oldValue: T, newValue: T) -> Unit):ReadWriteProperty<Any?, T> =object : ObservableProperty<T>(initialValue) {override fun afterChange(property: KProperty<*>, oldValue: T, newValue: T) = onChange(property, oldValue, newValue)}
接受 2 个参数:
initialValue
: 初始值onChange
: 属性值被修改时的回调处理器,回调有三个参数property
,oldValue
,newValue
,分别为: 被赋值的属性、旧值与新值
使用如下:
var observableProp: String by Delegates.observable("默认值:xxx"){property, oldValue, newValue ->println("property: $property: $oldValue -> $newValue ")
}
// 测试
fun main() {observableProp = "第一次修改值"observableProp = "第二次修改值"
}
打印如下:
property: var observableProp: kotlin.String: 默认值:xxx -> 第一次修改值
property: var observableProp: kotlin.String: 第一次修改值 -> 第二次修改值
可以看到,每一次赋值,都能观察到值的变化过程。
vetoable 函数
vetoable
与 observable一样,可以观察属性值的变化,不同的是,vetoable 可以通过处理器函数来决定属性值是否生效
。
来看这样一个例子: 声明一个 Int 类型的属性 vetoableProp,如果新的值比旧值大,则生效,否则不生效。
代码如下:
var vetoableProp: Int by Delegates.vetoable(0){_, oldValue, newValue ->// 如果新的值大于旧值,则生效newValue > oldValue
}
测试代码:
fun main() {println("vetoableProp=$vetoableProp")vetoableProp = 10println("vetoableProp=$vetoableProp")vetoableProp = 5println("vetoableProp=$vetoableProp")vetoableProp = 100println("vetoableProp=$vetoableProp")
}
打印如下:
vetoableProp=00 -> 10
vetoableProp=1010 -> 5
vetoableProp=1010 -> 100
vetoableProp=100
可以看到 10 -> 5 的赋值没有生效。
属性存储在映射中
还有一种情况,在一个映射 (map) 里存储属性的值,使用映射实例自身作为委托来实现委托属性,如:
class User(val map: Map<String, Any?>) {val name: String by mapval age: Int by map
}
测试如下:
fun main() {val user = User(mapOf("name" to "西哥","age" to 25))println("name=${user.name} age=${user.age}")
}
打印如下:
name=西哥 age=25
使用映射实例自身作为委托来实现委托属性,可以使用在 json 解析中,因为 json 本身就可以解析成一个 map。不过,说实话,我暂时还没有发现这种使用场景的好处或者优势,如果有知道的同学,评论区告知,谢谢!
总结
委托在 kotlin 中占有举足轻重的地位,特别是属性委托,lazy 延迟初始化使用非常多,还有其他一些场景,比如在我们安卓开发中,使用属性委托来封装 SharePreference,大大简化了 SharePreference 的存储和访问。在我们软件开发中,始终提倡的是高内聚,低耦合。而委托,就是内聚,可以降低耦合。另一方面,委托的使用,也能减少很多重复的样板代码。
参考:
https://www.kotlincn.net/docs/reference/delegation.html
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