26：kotlin 类和对象 -- 委托属性（Delegation properties ）

尽管每次需要时都可以手动实现一些常见类型的属性，但将它们实现一次、添加到库中以便以后重用会更为方便

懒加载属性：仅在首次访问时计算值。
可观察属性：监听器会收到有关此属性更改的通知。
将属性存储在映射中而不是为每个属性单独创建字段。

为了涵盖这些（以及其他）情况，kotlin支持委托属性（delegated properties）

语法如下：val/var <property name>: <Type> by <expression>。在 by 之后的表达式是一个委托，因为与属性对应的 get()（和 set()）将被委托给其 getValue() 和 setValue() 方法。属性委托不必实现一个接口，但它们必须提供一个 getValue() 函数（对于 var 还需要提供 setValue()）

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.")}
}class Example {var p: String by Delegate()	// 委托
}fun main() {Example().p = "王老吉" // 王老吉 has been assigned to 'p' in com.example.Example@6acdbdf5.println(Example().p)    // com.example.Example@7a1ebcd8, thank you for delegating 'p' to me!
}

当你从委托给Delegate的实例中p中读取属性时，将调用Delegate的getValue()函数。第一个参数是你从中读取p的对象，而第二个参数保存了p属性本身的描述

你可以在函数或代码块内声明一个委托属性；它不必是类的成员

标准委托

kotlin为重用代理定义了模板方法

懒加载属性

lazy() 是一个接受 lambda并返回 Lazy<T> 实例的函数，可用作实现懒加载属性的委托。第一调用 get() ，会执行lambda表达式并记住结果，之后的调用直接返回结果

val lazyValue: String by lazy {println("computed!")"Hello"
}fun main() {println(lazyValue)println(lazyValue)
//    computed!
//    Hello
//    Hello}

默认情况下，属性懒懒加载是同步的，在一个线程中进行，其他线程看到相同的结果。如果允许多个线程同时初始化，使用LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION参数。

val lazyValue: String by lazy (LazyThreadSafetyMode.PUBLICATION){println("computed!")"Hello"
}

如果确信属性初始化和使用是在同一个线程中进行的，可以使用LazyThreadSafetyMode.NONE参数，但是不保证线程安全

可观察属性

Delegates.observable() 接受两个参数：初始值和用于处理修改的处理程序。

每次你对属性进行赋值时（在赋值完成后），处理程序都会被调用。它有三个参数：被赋值的属性、旧值和新值

class User {var name: String by Delegates.observable("<no name>") {prop, old, new ->  println("$old -> $new")}
}fun main() {val user = User()user.name = "first" // <no name> -> firstuser.name = "second"    // first -> second
}

如果你想拦截赋值并否决它们，使用 vetoable() 而不是 observable()。传递给 vetoable() 的处理程序将在分配新属性值之前被调用

class User {var name: String by Delegates.vetoable("<no name>") {prop, old, new ->  println("$old -> $new")true}
}fun main() {val user = User()user.name = "first" // <no name> -> firstuser.name = "second"    // first -> second
}

委托给另一个属性

一个属性可以将其 getter 和 setter 委托给另一个属性。这样的委托对于顶层和类属性（成员和扩展）都是可用的

委托属性可：

顶层属性
同一类的成员或扩展属性
另一个类的成员或扩展属性

var topLevelInt: Int = 0
class ClassWithDelegate(val anotherClassInt: Int)class MyClass(var memberInt: Int, val anotherClassInstance: ClassWithDelegate) {var delegatedToMember: Int by this::memberIntvar delegatedToTopLevel: Int by ::topLevelIntval delegatedToAnotherClass: Int by anotherClassInstance::anotherClassInt
}
var MyClass.extDelegated: Int by ::topLevelInt

这可能在某些情况下很有用，例如，当你想以向后兼容的方式重命名一个属性时：引入一个新属性，用 @Deprecated 注解标记旧属性，并委托其实现

class MyClass {var newName: Int = 0@Deprecated("Use 'newName' instead", ReplaceWith("newName"))var oldName: Int by this::newName
}
fun main() {val myClass = MyClass()// 提示: oldName: Int' is deprecated. Use 'newName' insteadmyClass.oldName = 42println(myClass.newName) // 42
}

在Map中存储属性

一个常见的用例是将属性的值存储在Map中。这在解析JSON或执行其他动态任务的应用程序中经常发生。在这种情况下，您可以使用Map实例本身作为委托属性的委托

class User(val map: Map<String, Any?>) {val name: String by mapval age: Int     by map
}fun main() {// 构造方法接收一个Mapval user = User(mapOf("name" to "John Doe","age"  to 25))
}

可变的Map

class MutableUser(val map: MutableMap<String, Any?>) {var name: String by mapvar age: Int     by map
}

局部委托变量

可以将局部变量声明为委托属性。例如，可以使局部变量成为延迟加载的

fun example(computeFoo: () -> Foo) {val memoizedFoo by lazy(computeFoo)if (someCondition && memoizedFoo.isValid()) {memoizedFoo.doSomething()}
}

The memoizedFoo variable will be computed on first access only. If someCondition fails, the variable won’t be computed at all.

属性委托的要求

对于只读属性val，委托应提供一个带有以下参数的getValue()

thisRef必须与属性所有者的类型相同，或者是其超类型（对于扩展属性，它应该是被扩展的类型）。
property必须是KProperty<*>类型或其超类型

getValue()必须返回与属性相同的类型（或其子类型）

import kotlin.reflect.KPropertyclass Resourceclass Owner {val valResource: Resource by ResourceDelegate()
}class ResourceDelegate {operator fun getValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>): Resource {return Resource()}
}

对于可变属性var，委托还必须提供一个带有以下参数的setValue()

thisRef必须与属性所有者的类型相同，或者是其超类型（对于扩展属性，它应该是被扩展的类型）
property必须是KProperty<*>类型或其超类型
value必须是与属性相同的类型（或其超类型）

import kotlin.reflect.KPropertyclass Resourceclass Owner {var varResource: Resource by ResourceDelegate()
}class ResourceDelegate(private var resource: Resource = Resource()) {operator fun getValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>): Resource {return resource}operator fun setValue(thisRef: Owner, property: KProperty<*>, value: Any?) {if (value is Resource) {resource = value}}
}

getValue()/setValue()函数可以作为委托类的成员函数或扩展函数提供（当委托类没有这两个函数时可以定义扩展函数）。这两个函数都需要用operator关键字标记。

可以通过使用kotlin标准库中的ReadOnlyProperty和ReadWriteProperty接口，以匿名对象的方式创建委托，而无需创建新的类。它们提供了所需的方法：getValue()在ReadOnlyProperty中声明；ReadWriteProperty继承了它并添加了setValue()。这意味着您可以在期望ReadOnlyProperty的任何地方传递一个ReadWriteProperty。

import kotlin.properties.ReadWriteProperty
import kotlin.reflect.KPropertyclass Resourcefun resourceDelegate(resource: Resource = Resource()): ReadWriteProperty<Any?, Resource> =object : ReadWriteProperty<Any?, Resource> {var curValue = resourceoverride fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): Resource = curValueoverride fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: Resource) {curValue = value}}val readOnlyResource: Resource by resourceDelegate()
var readWriteResource: Resource by resourceDelegate()fun main() {readWriteResource = Resource()println(readOnlyResource)
}

委托属性转换规则

在底层，kotlin编译器为某些类型的委托属性生成辅助属性，然后将委托交给这些辅助属性

出于优化目的，编译器在一些情况下不会生成辅助属性。通过委托到另一个属性的示例学习有关优化的信息。

例如，对于属性prop，它生成隐藏的属性prop$delegate，而访问器的代码简单地委托给这个附加属性

class C {var prop: Type by MyDelegate()
}// 上边的编码被编译为一下内容
class C {private val prop$delegate = MyDelegate()var prop: Typeget() = prop$delegate.getValue(this, this::prop)set(value: Type) = prop$delegate.setValue(this, this::prop, value)
}

编译器在参数中提供了关于prop的所有必要信息：第一个参数 this 指的是外部类 C 的一个实例，而 this::prop 是一个 KProperty 类型的反射对象，描述了 prop 本身

优化委托属性的情况

如果委托是以下情况之一，将省略 $delegate 字段

引用属性

class C<Type> {private var impl: Type = ...var prop: Type by ::impl
}

命名对象

object NamedObject {operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String = ...
}val s: String by NamedObject

同一模块中，使用backing field 和默认getter()的final val属性

val impl: ReadOnlyProperty<Any?, String> = ...class A {val s: String by impl
}

常量表达式、枚举项、this、null。this示例

class A {operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>) ...val s by this
}

委托给另一个属性时的转换规则

当委托给另一个属性时，编译器生成对所引用属性的直接访问。这意味着编译器不会生成字段 prop$delegate。这种优化有助于节省内存

class C<Type> {private var impl: Type = ...var prop: Type by ::impl
}

prop 变量的属性访问器直接调用 impl 变量，跳过了委托属性的 getValue 和 setValue 运算符，因此不需要 KProperty 引用对象。

对于上述代码，编译器生成了以下代码

class C<Type> {private var impl: Type = ...var prop: Typeget() = implset(value) {impl = value}fun getProp$delegate(): Type = impl // This method is needed only for reflection
}

提供委托

通过定义 provideDelegate运算符，您可以扩展创建属性实现委托的对象的逻辑。如果在 by 右侧使用的对象定义了 provideDelegate 作为成员或扩展函数，那么将调用该函数来创建属性委托实例

provideDelegate 的一种可能用例是在属性初始化时检查其一致性

例如，要在绑定之前检查属性名称，您可以编写如下代码

class ResourceDelegate<T> : ReadOnlyProperty<MyUI, T> {override fun getValue(thisRef: MyUI, property: KProperty<*>): T { ... }
}class ResourceLoader<T>(id: ResourceID<T>) {operator fun provideDelegate(thisRef: MyUI,prop: KProperty<*>): ReadOnlyProperty<MyUI, T> {checkProperty(thisRef, prop.name)// create delegatereturn ResourceDelegate()}private fun checkProperty(thisRef: MyUI, name: String) { ... }
}class MyUI {fun <T> bindResource(id: ResourceID<T>): ResourceLoader<T> { ... }val image by bindResource(ResourceID.image_id)val text by bindResource(ResourceID.text_id)
}

provideDelegate 的参数与 getValue 相同：

thisRef 必须与属性所有者的类型相同，或者是其超类型（对于扩展属性，它应该是被扩展的类型）；
property必须是 KProperty<*>类型或其超类型。

provideDelegate 方法在创建 MyUI 实例期间为每个属性调用，并立即执行必要的验证。

如果没有拦截属性与其委托之间的绑定的能力，要实现相同的功能，您将不得不显式传递属性名称，这不是很方便

// Checking the property name without "provideDelegate" functionality
class MyUI {val image by bindResource(ResourceID.image_id, "image")val text by bindResource(ResourceID.text_id, "text")
}fun <T> MyUI.bindResource(id: ResourceID<T>,propertyName: String
): ReadOnlyProperty<MyUI, T> {checkProperty(this, propertyName)// create delegate
}

在生成的代码中，provideDelegate 方法被调用来初始化辅助的 prop$delegate 属性。比较具有属性声明 val prop: Type by MyDelegate() 的生成代码与上面生成的代码（当不存在 provideDelegate 方法时）

class C {var prop: Type by MyDelegate()
}// this code is generated by the compiler
// when the 'provideDelegate' function is available:
class C {// calling "provideDelegate" to create the additional "delegate" propertyprivate val prop$delegate = MyDelegate().provideDelegate(this, this::prop)var prop: Typeget() = prop$delegate.getValue(this, this::prop)set(value: Type) = prop$delegate.setValue(this, this::prop, value)
}

请注意，provideDelegate 方法仅影响辅助属性的创建，不影响为 getter 或 setter 生成的代码

使用标准库中的 PropertyDelegateProvider 接口，可以创建委托提供程序而无需创建新的类

val provider = PropertyDelegateProvider { thisRef: Any?, property ->ReadOnlyProperty<Any?, Int> {_, property -> 42 }
}
val delegate: Int by provider