Kotlin允许我们为我们的类型的预定义的操作符集提供实现。这些操作符有固定的标识(如+或*)和固定的优先级。为了实现这样的操作符,我们需要为目标类型(即双目操作符左侧的类型和一元操作符的参数类型)提供一个具有固定名称的成员函数或扩展函数。重载操作符的函数需要使用operator
修饰符标记。
此外,我们还描述了规范不同运算符运算符重载的约定。
一元操作(Unary operations)
一元前缀操作符(Unary prefix operators)
Expression | Translated to |
---|---|
+a | a.unaryPlus() |
-a | a.unaryMinus() |
!a | a.not() |
上表是说,当编译器处理如+a
的表达式时,它将执行以下步骤:
- 确定
a
的类型,令其为T
- 对接收者
T
查找被operator
修饰的无参函数unaryPlus()
,即成员函数或扩展函数 - 如果函数不存在或不明确,则导致编译错误
- 如果函数存在且返回类型为
R
,则表达式+a
具有类型R
注意,这些操及所有其他操作都针对基本类型做了优化,不会为它们引入函数调用的开销。
如下示例如何重载一元减运算符:
data class Point(val x: Int, val y: Int)
operator fun Point.unaryMinus() = Point(-x, -y)
val point = Point(10, 20)
println(-point) // prints "(-10, -20)"
递增和递减(Increments and decrements)
Expression | Translated to |
---|---|
a++ | a.inc()+ see below() |
a-- | a.dex()+ see below() |
函数inc(
)和dec()
必须返回一个值,将分配给使用++
或 --
操作的变量。
当编译器解析后缀操作符,如a++
的时候,将会执行以下步骤:
- 确定
a
的类型,令其为T
- 查找一个接收者为类型
T
的,带有operator
操作符修饰的无参函数inc()
- 检查函数的返回值类型是否是
T
的子类
计算表达是的步骤是:
- 把
a
的值存储到临时存储a0
中 - 把
a.inc()
的结果赋值给a
- 把
a0
作为表达式的结果返回
对于a--
,步骤是完全类似的。
对于前缀形式的++a和--a,其步骤是:
- 把
a.inc()
结果赋值给a - 把
a
的新值作为表达式结果返回
双目操作符(Binary operations)
算术运算符(Arithmetic operators)
Expression | Translated to |
---|---|
a+b | a.plus(b) |
a-b | a.minus(b) |
a*b | a.times(b) |
a/b | a.div(b) |
a%b | a.re(b),a.mod(b)后者已过时 |
a..b | a.rangeTo(b) |
对于上表中的操作符,编译器只是对应解析为列中的表达式。
注意:Kotlin1.1开始支持rem
操作,mod
操作在Kotlin1.1中被弃用。
例子
下面是一个从给定值开始的计数器的例子,它可以使用+运算符来增加计数:
data class Counter(var dayIndex: Int) {
operator fun plus(increment: Int): Counter {
return Counter(dayIndex + increment)
}
}
in操作符('In' operator)
Expression | Translated to |
---|---|
a in b | b.contains(a) |
a !in b | !b.contains(a) |
操作符in
和!in
的步骤是相同的,但参数的顺序是相反的。
索引访问操作符(Indexed access operator)
Expression | Translated to |
---|---|
a[i] | a.get(i) |
a[i,j] | a.get(i,j) |
a[i_1,...,i_n] | a.get(i_1,...,i_n) |
a[i] = b | a.set(i,b) |
a[i,j] = b | a.set(i,j,b) |
a[i_1,...,i_n] = b | a.set(i_1,...,i_n,b) |
方括号转换为调用带有适当数量参数的get
和set
函数。
调用操作符(Invoke operator)
Expression | Translated to |
---|---|
a() | a.invoke() |
a(i) | a.invoke(i) |
a(i,j) | a.invoke(i,j) |
a(i_1,...,i_n) | a.invoke(i_1,...,i_n) |
圆括号转换为调用带有适当数量参数的invoke
。
广义赋值,运算赋值符(Augmented assignments)
Expression | Translated to |
---|---|
a += b | a.plusAssign(b) |
a -= b | a.minusAssign(b) |
a *= b | a.timesAssign(b) |
a /= b | a.divAssgin(b) |
a %= b | a.modAssign(b) |
对于赋值操作,如a += b
,编译器将执行以下步骤:
- 如果右列的函数可用
- 如果相应的二元算术函数也可用,将报错(模糊)
- 确保其返回值类型是
Unit
,否则报错 - 生成
a.plusAssign(b)
的代码
- 否则,尝试生成
a = a + b
的代码(这里包含类型检查:a + b
的类型必须是a
的子类型)
注意:在Kotlin中,赋值不是表达式(即整体不能代表一个值)
相等和不等操作符(Equality and inequality operators)
Expression | Translated to |
---|---|
a == b | a?.equals(b) ?: (b === null) |
a != b | !(a?.equals(b) ?: (b === null)) |
注意:===
和!==
(同一性检查)不可重载,因此不存在对它们的约定。
操作符==
比较特殊,它被译为一个屏蔽null
的复杂的表达式。null==null
总是true
,对于非null
的x
,x==null
总是false
,且不会再调用x.equals()
.
比较操作符(Comparison operators)
Expression | Translated to |
---|---|
a > b | a.compareTo(b)>0 |
a < b | a.compareTo(b)<0 |
a >= b | a.compareTo(b) >=0 |
a <= b | a.compareTo(b) <=0 |
所有的比较都转换为compareTo
函数的调用,该函数需要返回Int
值。
命名函数的中缀调用(Infix calls for named functions)
通过中缀函数的调用,可以模拟自定义中缀操作符。