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關于Kotlin委托你必須重視的幾個點_Android

作者：羅恩不帶土 ? 更新時間： 2022-04-08 編程語言

前言

委托模式是實現繼承的一個很好的替代方式，也是Kotlin語言的一種特性，可以很優雅的實現委托模式。在開發過程中也少不了使用它，但常常都會被低估。所以今天就讓它得到重視，去充分的掌握kotlin委托特性以及原理。

一、委托類

我們先完成一個委托類，常常用于實現類的委托模式，它的關鍵是通過by關鍵字：

interface Base{
  fun print()
}

class BaseImpl(val x: Int): Base{
  override fun print() { print(x) }
}

class Derived(b: Base): Base by b

fun main(){
  val b = BaseImpl(10)
  Deriived(b).print()
}

//最后輸出了10

在這個委托模式中Derived相當于是個包裝，雖然也實現了base，但并不關心它怎么實現，通過by這個關鍵字，將接口的實現委托給了它的參數db。

相當于Java代碼的結構：

class Derived implements Base{
  Base b;
  public Derived(Base b){ this.b = b}
}

二、委托屬性

前面講到Kotlin委托類是委托的是接口方法，委托屬性委托的，則是屬性的getter和setter方法。kotlin支持的委托屬性語法：

class Example {
    var prop: String by Delegate()
}

屬性對應的get()和set()會被委托給它的getValue和setValue方法。當然屬性的委托不是隨便寫的，對于與val屬性它必須要提供一個getValue函數，如果是var屬性的則要另外提供setValue屬性。先來看個官方提供的委托屬性Delegate：

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.")
    }
}

我們可以看到對于var修飾的屬性，必須要有getValue和setValue方法，同時這兩個方法必須有operator關鍵字的修飾。

再來看第一個參數thisRef,它的類型是要這個屬性所有者的類型，或者是它的父類。當我們不確定屬性會屬于哪個類，就可以將thisRef的類型定義為Any？了。

接著看另一個參數property，它的類型是必須要KProperty<*>或其超類型，它的值則是前面的字段的名字prop。

最后一個參數，它的類型必須是委托屬性的類型，或者是它的父類。也就是說例子中的 value: String 也可以換成 value: Any。

我們來測試下到底是不是這樣的：

fun main() {
    println(Example().prop)
    Example().prop = "Hello, World"
}

則會看到輸出：

Example@5197848c, thank you for delegating 'prop' to me!
Hello, World has been assigned to 'prop' in Example@17f052a3.

2.1 自定義委托

在知道了委托屬性怎么寫之后，也可以根據需求來實現自己的屬性委托。但是每次寫都要寫那么多模板代碼，也是很麻煩的，所以官方也提供了接口類給我們快速實現：

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<*>): T
    operator fun setValue(thisRef: R, property: KProperty<*>, value: T)
}

現在被委托的類只要實現這個接口的其中一個就可以了。對于 val 變量使用 ReadOnlyProperty，而 var 變量實現ReadWriteProperty。我們現在就用ReadWriteProperty 接口來實現一個自定義委托：

class Owner {
  var text: String by StringDelegate()
}


class StringDelegate(private var s: String = "Hello"): ReadWriteProperty<Owner, String> {
    override operator fun getValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>): String {
        return s
    }
    override operator fun setValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>, value: String) {
        s = value
    }
}

三、委托進階

3.1 懶加載委托

懶加載委托，也就是我們再對一些資源進行操作的時候，希望它在被訪問的時候采取觸發，避免不必要的消耗。官方已經幫我們提供了一個lazy()方法來快速創建懶加載委托：

val lazyData: String by lazy {
    request()
}

fun request(): String {
    println("執行網絡請求")
    return "網絡數據"
}

fun main() {
    println("開始")
    println(lazyData)
    println(lazyData)
}

//結果：
開始
執行網絡請求
網絡數據
網絡數據
復制代碼

可以看到只有第一次調用，才會執行lambda表達式里的邏輯，后面再調用只會返回lambda表達式的最終結果。

那么懶加載委托又是怎么實現的呢？現在來看下它的源代碼：

public actual fun <T> lazy(initializer: () -> T): Lazy<T> = SynchronizedLazyImpl(initializer)

public actual fun <T> lazy(mode: LazyThreadSafetyMode, initializer: () -> T): Lazy<T> =
    when (mode) {
        LazyThreadSafetyMode.SYNCHRONIZED -> SynchronizedLazyImpl(initializer)
        LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION -> SafePublicationLazyImpl(initializer)
        LazyThreadSafetyMode.NONE -> UnsafeLazyImpl(initializer)
    }

在這個里面lazy()方法會接收一個LazyThreadSafetyMod類型的參數，如果不傳這個參數的話，就會默認使用SynchronizedLazyImpl方式。看解釋就可以知道它是用來多線程同步的，而另外兩個則不是多線程安全的。

LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION：初始化方法可以被多次調用，但是值只是第一次返回時的返回值，也就是只有第一次的返回值可以賦值給初始化的值。
LazyThreadSafetyMode. NONE：如果初始化將總是發生在與屬性使用位于相同的線程，這種情況下可以使用，但它沒有同步鎖。

我們現在主要來看下SynchronizedLazyImpl里面做了什么事情：

private class SynchronizedLazyImpl<out T>(initializer: () -> T, lock: Any? = null) : Lazy<T>, Serializable {
    private var initializer: (() -> T)? = initializer
    @Volatile private var _value: Any? = UNINITIALIZED_VALUE
    // final field is required to enable safe publication of constructed instance
    private val lock = lock ?: this

    override val value: T
        get() {
            val _v1 = _value
            //判斷是否已經初始化過，如果初始化過直接返回，不在調用高級函數內部邏輯
            //如果這兩個值不相同，就說明當前的值已經被加載過了，直接返回
            if (_v1 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
                @Suppress("UNCHECKED_CAST")
                return _v1 as T
            }

            return synchronized(lock) {
                val _v2 = _value
                if (_v2 !== UNINITIALIZED_VALUE) {
                    @Suppress("UNCHECKED_CAST") (_v2 as T)
                } else {
                  //調用高級函數獲取其返回值
                    val typedValue = initializer!!()
                  //將返回值賦值給_value,用于下次判斷時，直接返回高級函數的返回值
                    _value = typedValue
                    initializer = null
                    typedValue
                }
            }
        }
			......
}

通過上面代碼，可以發現SynchronizedLazyImpl覆蓋了lazy接口的返回值，并且重寫了屬性的訪問器，具體邏輯是與Java的雙重校驗類似的。但Lazy接口又是怎么變成委托屬性的？

在Lazy.kt文件中發現它聲明了Lazy接口的getValue擴展屬性，也就在最終賦值的時候會被調用，而我們在自定義委托中說過，對于val屬性，我們需要提供一個getValue函數。

## Lazy.kt
//此擴展允許使用 Lazy 的實例進行屬性委托
public inline operator fun <T> Lazy<T>.getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T = value

有了這個懶加載委托后，我們實現單例會變的更加簡單：

class SingletonDemo private constructor() {
    companion object {
        val instance: SingletonDemo by lazy{
        SingletonDemo() }
    }
}

3.2 Delegates.observable 觀察者委托

如果你要觀察一個屬性的變化過程，可以將屬性委托給Delegates.observable，它有三個參數：被賦值的屬性、舊值和新值：

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

返回了一個ObservableProperty 對象，繼承自 ReadWriteProperty。再來看下它的內部實現：

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)
        }

initialValue是初始值，而另外個參數onChange是屬性值被修改時的回調處理器。

3.3 by map 映射委托

一個常見的用例是在一個映射（map）里存儲屬性的值，它可以使用Map/MutableMap來實現屬性委托：

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

fun main(args: Array<String>) {
    val map = mutableMapOf(
        "name" to "哈哈"
    )
    val user = User(map)
    println(user.name)
    map["name"] = "LOL"
    println(user.name)
}

//輸出：
哈哈
LoL

不過在使用過程中會有個問題，如果Map中不存在委托屬性名的映射值的時候，會再取值時拋異常：Key $key is missing in the map：

## MapAccessors.kt
public inline operator fun <V, V1 : V> MutableMap<in String, out @Exact V>.getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): V1 = (getOrImplicitDefault(property.name) as V1)

@kotlin.internal.InlineOnly
public inline operator fun <V> MutableMap<in String, in V>.setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: V) {
    this.put(property.name, value)
}

## MapWithDefault.kt
internal fun <K, V> Map<K, V>.getOrImplicitDefault(key: K): V {
    if (this is MapWithDefault)
        return this.getOrImplicitDefault(key)

    return getOrElseNullable(key, { throw NoSuchElementException("Key $key is missing in the map.") })
}

所以在使用的時候要注意，必須要有映射值。

3.4 兩個屬性之間的直接委托

從 Kotlin 1.4 開始，我們可以直接在語法層面將“屬性 A”委托給“屬性 B”，就如下示例：

class Item {
    var count: Int = 0
    var total: Int by ::count
}

上面代碼total的值與count完全一致，因為我們把total這個屬性的getter和setter都委托給了count。可以用代碼來解釋下具體的邏輯：

class Item {
    var count: Int = 0

    var total: Int
        get() = count

        set(value: Int) {
            count = value
        }
}

在寫法上，委托名稱可以使用":"限定符，比如this::delegate 或MyClass::delegate。

這種用法在字段發生改變，又要保留原有的字段時非常有用。可以定義一個新字段，然后將其委托給原來的字段，這樣就不用擔心新老字段數值不一樣的問題了。

3.5 提供委托

如果要在綁定屬性委托之前再做一些額外的判斷工作要怎么辦？我們可以定義provideDelegate來實現：

class StringDelegate(private var s: String = "Hello") {                                                     
    operator fun getValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>): String {
        return s
    }                       
    operator fun setValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>, value: String) {
            s = value
    }
}


class SmartDelegator {

    operator fun provideDelegate(
        thisRef: Owner,
        prop: KProperty<*>
    ): ReadWriteProperty<Owner, String> {
	//根據屬性委托的名字傳入不同的初始值
        return if (prop.name.contains("log")) {
            StringDelegate("log")
        } else {
            StringDelegate("normal")
        }
    }
}

class Owner {
    var normalText: String by SmartDelegator()
    var logText: String by SmartDelegator()
}

fun main() {
    val owner = Owner()
    println(owner.normalText)
    println(owner.logText)
}

//結果：
normal
log

這里我們創建了一個新的SmartDelegator,通過對成員方法provideDelegate再套了一層，然后在里面進行一些邏輯判斷，最后才把屬性委托getStringDelegate。

這種攔截屬性與其委托之間的綁定的能力，大大縮短了要實現相同功能，還要必須傳遞屬性名的邏輯。

四、委托栗子

4.1 簡化Fragment / Activity 傳參

平時在針對Fragment傳參，每次都要寫一大段代碼是不是很煩，現在有了委托這個法寶就來一起簡化它，正常模式如下：

class BookDetailFragment : Fragment(R.layout.fragment_book_detail) {

    private var bookId: Int? = null
    private var bookType: Int? = null

    companion object {

        const val EXTRA_BOOK_ID = "bookId"
        const val EXTRA_BOOK_TYPE = "bookType";

        fun newInstance(bookId: Int, bookType: Int?) = BookDetailFragment().apply {
            Bundle().apply {
                putInt(EXTRA_BOOK_ID, bookId)
                if (null != bookType) {
                    putInt(EXTRA_BOOK_TYPE, bookType)
                }
            }.also {
                arguments = it
            }
        }
    }

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)

        arguments?.let {
            bookId = it.getInt(EXTRA_book_ID, 123)
            bookType = it.getInt(EXTRA_BOOK_TYPE, 1)
        }
    }
}

寫了那么一大段，終于寫好了傳參的基本方法，在獲取值的時候還要處理參數為空的情況，現在我們就抽取委托類用屬性委托的方式重新實現上面功能：

class BookDetailFragment : Fragment(R.layout.fragment_book_detail) {

    private var bookId: Int by argument()

    companion object {
        fun newInstance(bookId: Int, bookType: Int) = BookDetailFragment().apply {
            this.bookId = bookId
        }
    }

    override fun onViewCreated(root: View, savedInstanceState: Bundle?) {
      Log.d("tag", "BOOKID:" + bookId);
    }
}

看上去減少了大量代碼，是不是很神奇，下面實現思路如下所示：

class FragmentArgumentProperty<T> : ReadWriteProperty<Fragment, T> {

    override fun getValue(thisRef: Fragment, property: KProperty<*>): T {
      //對Bunndle取值還要進行單獨處理
        return thisRef.arguments?.getValue(property.name) as? T
            ?: throw IllegalStateException("Property ${property.name} could not be read")
    }

    override fun setValue(thisRef: Fragment, property: KProperty<*>, value: T) {
        val arguments = thisRef.arguments ?: Bundle().also { thisRef.arguments = it }
        if (arguments.containsKey(property.name)) {
            // The Value is not expected to be modified
            return
        }
      	//對Bunndle設值還要進行單獨處理
        arguments[property.name] = value
    }
}

fun <T> Fragment.argument(defaultValue: T? = null) = FragmentArgumentProperty(defaultValue)

4.2 簡化SharedPreferences存取值

如果我們現在存取值可以這樣做是不是很方便：

private var spResponse: String by PreferenceString(SP_KEY_RESPONSE, "")

// 讀取，展示緩存
display(spResponse)

// 更新緩存
spResponse = response

答案是可以的，還是用委托屬性來改造，下面就是具體的實現示例：

class PreDelegate<T>(
        private val name: String,
        private val default: T,
        private val isCommit: Boolean = false,
        private val prefs: SharedPreferences = App.prefs) {

    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): T {
        return getPref(name, default) ?: default
    }

    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: T) {
        value?.let {
            putPref(name, value)
        }
    }

    private fun <T> getPref(name: String, default: T): T? = with(prefs) {
        val result: Any? = when (default) {
            is Long -> getLong(name, default)
            is String -> getString(name, default)
            is Int -> getInt(name, default)
            is Boolean -> getBoolean(name, default)
            is Float -> getFloat(name, default)
            else -> throw IllegalArgumentException("This type is not supported")
        }

        result as? T
    }

    private fun <T> putPref(name: String, value: T) = with(prefs.edit()) {
        when (value) {
            is Long -> putLong(name, value)
            is String -> putString(name, value)
            is Int -> putInt(name, value)
            is Boolean -> putBoolean(name, value)
            is Float -> putFloat(name, value)
            else -> throw IllegalArgumentException("This type is not supported")
        }

        if (isCommit) {
            commit()
        } else {
            apply()
        }
    }
}

4.3 數據與View的綁定

有了委托之后，在不用到DataBinding，數據與View之間也可以進行綁定。

operator fun TextView.provideDelegate(value: Any?, property: KProperty<*>) = object : ReadWriteProperty<Any?, String?> {
    override fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String? = text
    override fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String?) {
        text = value
    }
}

給TextView寫一個擴展函數，讓它支持了String屬性的委托。

val textView = findViewById<textView>(R.id.textView)

var message: String? by textView

textView.text = "Hello"
println(message)

message = "World"
println(textView.text)

//結果：
Hello
World

我們通過委托的方式，將 message 委托給了 textView。這意味著，message 的 getter 和 setter 都將與 TextView 關聯到一起。

五、小結

主要講解了 Kotlin 委托的用法和本質，總共有兩類委托類和委托屬性，特別是屬性委托要值得重視。在開發中其實有很多場景可以用委托來進行簡化，減少很多重復的樣板代碼，可以說跟擴展比起來也毫不遜色。

參考

kotlin官網委托介紹

Kotlin Jetpack 實戰 | 07. Kotlin 委托

Kotlin 委托的本質以及 MMKV 的應用

Kotlin | 委托機制 & 原理 & 應用

總結

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7056315868292055076

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關于Kotlin委托你必須重視的幾個點_Android

目錄

前言

一、委托類

二、委托屬性

2.1 自定義委托

三、委托進階

3.1 懶加載委托

3.2 Delegates.observable 觀察者委托

3.3 by map 映射委托

3.4 兩個屬性之間的直接委托

3.5 提供委托

四、委托栗子

4.1 簡化Fragment / Activity 傳參

4.2 簡化SharedPreferences存取值

4.3 數據與View的綁定

五、小結

參考

總結

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關于Kotlin委托你必須重視的幾個點_Android

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前言

一、委托類

二、 委托屬性

2.1 自定義委托

三、委托進階

3.1 懶加載委托

3.2 Delegates.observable 觀察者委托

3.3 by map 映射委托

3.4 兩個屬性之間的直接委托

3.5 提供委托

四、委托栗子

4.1 簡化Fragment / Activity 傳參

4.2 簡化SharedPreferences存取值

4.3 數據與View的綁定

五、小結

參考

總結

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二、委托屬性