伴生对象

本课属于 Coddy Kotlin 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 13 课，共 57 课。

有些成员属于整个类，而不是某个实例。Kotlin 会将它们放在类中的 companion object 里，你可以通过类名调用它们：

class Temperature(val celsius: Double) {
    companion object {
        fun fromFahrenheit(f: Double) = Temperature((f - 32) * 5 / 9)
    }
}

在 main 中：

val boiling = Temperature.fromFahrenheit(212.0)
println(boiling.celsius)

输出：

100.0

fromFahrenheit 是一个工厂函数：一种用于创建实例的函数。它与构造函数不同，工厂函数有一个描述性名称，而且可以返回 null，而不是对象。使用 private constructor 后，工厂函数就是唯一的入口，因此可以先检查并清理输入：

class Username private constructor(val text: String) {
    companion object {
        fun of(raw: String): Username? {
            val clean = raw.trim().lowercase()
            return if (clean.length in 3..12) Username(clean) else null
        }
    }
}

在 main 中：

println(Username.of("  Ada_L ")?.text)
println(Username.of("x")?.text)
// Username("x")   // 错误：构造函数是私有的

输出：

ada_l
null

伴生对象属于类，因此可以调用私有构造函数，而类自己的代码可以不加前缀地使用伴生对象的成员。这里，每张票都会从所有票共用的一个计数器中取得下一个编号：

class Ticket(val holder: String) {
    val number = nextNumber++

    companion object {
        private var nextNumber = 1
        val issued: Int
            get() = nextNumber - 1
    }
}

在 main 中：

val a = Ticket("Ada")
val b = Ticket("Bo")
println("${a.holder} #${a.number}, ${b.holder} #${b.number}")
println("issued: ${Ticket.issued}")

输出：

Ada #1, Bo #2
issued: 2

Kotlin 没有 static 关键字。伴生对象的成员可以实现类似的功能：整个类共用一份，通过 ClassName.member 访问。和任何对象一样，伴生对象只会在类首次使用时创建一次。把不依赖某个实例的内容放在其中，例如工厂函数和共享计数器；读取实例数据的内容则应保留为普通成员。

class User private constructor(val name: String) {
    fun greet() = "hi $name"             // 需要一个实例：user.greet()

    companion object {
        fun guest() = User("guest")      // 属于类：User.guest()
    }
}

挑战

简单

补全类 Coupon。它的构造函数是私有的，因此要通过伴生对象中的工厂函数 Coupon.create(code, percent) 创建优惠券。除非代码由 4 到 10 个大写字母和数字组成，且折扣百分比在 1 到 90 之间，否则它会返回 null。伴生对象还会在 created 中统计已创建的优惠券数量，外部代码可以读取这个数量，但不能修改它。apply(price) 会返回减去折扣后的价格，并向下取整（price * (100 - percent) / 100）。

提供的代码会读取类似 SAVE10 10 200 的行（代码、百分比、价格）。它会输出 SAVE10: 180 或 invalid coupon SAVE10，最后输出 created: 和优惠券数量。

请将代码写在 Coupon.kt 中。Main.kt 包含提供的输入/输出代码，不能编辑。

亲手试试

fun main() {
    // 已提供的输入和输出代码：保持原样。
    val input = generateSequence(::readLine).toList()
    for (line in input) {
        val (code, percent, price) = line.split(" ")
        val coupon = Coupon.create(code, percent.toInt())
        if (coupon == null) println("invalid coupon $code") else println("${coupon.code}: ${coupon.apply(price.toInt())}")
    }
    println("created: ${Coupon.created}")
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

面向对象编程中的所有课

3对象与伴生对象

对象声明伴生对象使用 const 声明常量对象表达式回顾：售票处

6多态

动态分派类型检查与智能类型转换带类型的 when 扩展函数回顾：动物园管理员

9设计模式第一部分

单例模式工厂模式观察者模式策略模式

12最终挑战

停车场活动安排器银行账簿

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