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Kotlin 允许我们为自己的类型提供预定义的一组操作符的实现。这些操作符具有固定的符号表示 (如 + 或 *)和固定的优先级。为实现这样的操作符,我们为相应的类型(即二元操作符左侧的类型和一元操作符的参数类型)提供了一个固定名字的成员函数 或扩展函数。 重载操作符的函数需要用 operator 修饰符标记。

另外,我们描述为不同操作符规范操作符重载的约定。

一元操作

一元前缀操作符

表达式翻译为
+aa.unaryPlus()
-aa.unaryMinus()
!aa.not()

这个表是说,当编译器处理例如表达式 +a 时,它执行以下步骤:

  • 确定 a 的类型,令其为 T
  • 为接收者 T 查找一个带有 operator 修饰符的无参函数 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。
  • 如果函数存在且其返回类型为 R,那就表达式 +a 具有类型 R

注意 这些操作以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。

递增和递减

表达式翻译为
a++a.inc() + 见下文
a--a.dec() + 见下文

inc() 和 dec() 函数必须返回一个值,它用于赋值给使用 ++ 或 -- 操作的变量。它们不应该改变在其上调用 inc() 或 dec() 的对象。

第 1 段(可获 3.06 积分)

编译器执行以下步骤来解析后缀形式的操作符,例如 a++

  • 确定 a 的类型,令其为 T
  • 查找一个适用于类型为 T 的接收者的、带有 operator 修饰符的无参数函数 inc()
  • 检查函数的返回类型是 T 的子类型。

计算表达式的步骤是:

  • 把 a 的初始值存储到临时存储 a0 中,
  • 把 a.inc() 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 ++a 和 --a 以相同方式解析,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。

二元操作

算术运算符

表达式翻译为
a + ba.plus(b)
a - ba.minus(b)
a * ba.times(b)
a / ba.div(b)
a % ba.rem(b)、 a.mod(b) (已弃用)
a..ba.rangeTo(b)

对于此表中的操作,编译器只是解析成翻译为列中的表达式。

请注意,自 Kotlin 1.1 起支持 rem 运算符。Kotlin 1.0 使用 mod 运算符,它在 Kotlin 1.1 中被弃用。

“In”操作符

表达式翻译为
a in bb.contains(a)
a !in b!b.contains(a)

对于 in 和 !in,过程是相同的,但是参数的顺序是相反的。

索引访问操作符

表达式翻译为
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] = ba.set(i, b)
a[i, j] = ba.set(i, j, b)
a[i_1, ……, i_n] = ba.set(i_1, ……, i_n, b)
第 2 段(可获 2.63 积分)

方括号转换为调用带有适当数量参数的 get 和 set

调用操作符

表达式翻译为
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

表达式翻译为
a += ba.plusAssign(b)
a -= ba.minusAssign(b)
a *= ba.timesAssign(b)
a /= ba.divAssign(b)
a %= ba.modAssign(b)

对于赋值操作,例如 a += b,编译器执行以下步骤:

  • 如果右列的函数可用
    • 如果相应的二元函数(即 plusAssign() 对应于 plus())也可用,那么报告错误(模糊)。
    • 确保其返回类型是 Unit,否则报告错误。
    • 生成 a.plusAssign(b) 的代码
  • 否则试着生成 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:赋值在 Kotlin 中不是表达式。

相等与不等操作符

表达式翻译为
a == ba?.equals(b) ?: (b === null)
a != b!(a?.equals(b) ?: (b === null))

注意=== 和 !==(同一性检查)不可重载,因此不存在对他们的约定

这个 == 操作符有些特殊:它被翻译成一个复杂的表达式,用于筛选 null 值。 null == null 总是 true,对于非空的 xx == null 总是 false 而不会调用 x.equals()

比较操作符

表达式翻译为
a > ba.compareTo(b) > 0
a < ba.compareTo(b) < 0
a >= ba.compareTo(b) >= 0
a <= ba.compareTo(b) <= 0

所有的比较都转换为对 compareTo 的调用,这个函数需要返回 Int 值

命名函数的中缀调用

我们可以通过中缀函数的调用 来模拟自定义中缀操作符。

第 3 段(可获 2.39 积分)

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