大有用途的扩展函数
不少现代高级编程语言中有扩展函数这个概念，Java 却一直以来都不支持这个非常有用的功
能，这多少会让人有些遗憾。但值得高兴的是，Kotlin 对扩展函数进行了很好的支持，因此这个
知识点是我们无论如何都不能错过的。
首先看一下什么是扩展函数。扩展函数表示即使在不修改某个类的源码的情况下，仍然可以打
开这个类，向该类添加新的函数。
为了帮助你更好地理解，我们先来思考一个功能。一段字符串中可能包含字母、数字和特殊符
号等字符，现在我们希望统计字符串中字母的数量，你要怎么实现这个功能呢？如果按照一般
的编程思维，可能大多数人会很自然地写出如下函数：
object StringUtil { fun lettersCount(str: String): Int { var count = 0 for (char in str) { if (char.isLetter()) { count++ } } return count }
}
这里先定义了一个StringUtil单例类，然后在这个单例类中定义了一个lettersCount()函
数，该函数接收一个字符串参数。在lettersCount()方法中，我们使用for-in循环去遍历
字符串中的每一个字符。如果该字符是一个字母的话，那么就将计数器加1，最终返回计数器的
值。
现在，当我们需要统计某个字符串中的字母数量时，只需要编写如下代码即可：
val str = "ABC123xyz!@#"
val count = StringUtil.lettersCount(str)
这种写法绝对可以正常工作，并且这也是Java 编程中最标准的实现思维。但是有了扩展函数之
后就不一样了，我们可以使用一种更加面向对象的思维来实现这个功能，比如说将
lettersCount()函数添加到String类当中。
下面我们先来学习一下定义扩展函数的语法结构，其实非常简单，如下所示：
fun ClassName.methodName(param1: Int, param2: Int): Int { return 0
}
相比于定义一个普通的函数，定义扩展函数只需要在函数名的前面加上一个ClassName.的语
法结构，就表示将该函数添加到指定类当中了。
了解了定义扩展函数的语法结构，接下来我们就尝试使用扩展函数的方式来优化刚才的统计功
能。
由于我们希望向String类中添加一个扩展函数，因此需要先创建一个String.kt 文件。文件名虽
然并没有固定的要求，但是我建议向哪个类中添加扩展函数，就定义一个同名的Kotlin 文件，这
样便于你以后查找。当然，扩展函数也是可以定义在任何一个现有类当中的，并不一定非要创
建新文件。不过通常来说，最好将它定义成顶层方法，这样可以让扩展函数拥有全局的访问
域。
现在在String.kt 文件中编写如下代码：
fun String.lettersCount(): Int { var count = 0 for (char in this) { if (char.isLetter()) { count++ } } return count
}
注意这里的代码变化，现在我们将lettersCount()方法定义成了String类的扩展函数，那
么函数中就自动拥有了String实例的上下文。因此lettersCount()函数就不再需要接收一
个字符串参数了，而是直接遍历this即可，因为现在this就代表着字符串本身。
定义好了扩展函数之后，统计某个字符串中的字母数量只需要这样写即可：
val count = "ABC123xyz!@#".lettersCount()
是不是很神奇？看上去就好像是String类中自带了lettersCount()方法一样。
扩展函数在很多情况下可以让API变得更加简洁、丰富，更加面向对象。我们再次以String类
为例，这是一个final类，任何一个类都不可以继承它，也就是说它的API只有固定的那些而
已，至少在Java 中就是如此。然而到了Kotlin 中就不一样了，我们可以向String类中扩展任何
函数，使它的API变得更加丰富。比如，你会发现Kotlin 中的String甚至还有reverse()函数
用于反转字符串，capitalize()函数用于对首字母进行大写，等等，这都是Kotlin 语言自带
的一些扩展函数。这个特性使我们的编程工作可以变得更加简便。
另外，不要被本节的示例内容所局限，除了String类之外，你还可以向任何类中添加扩展函
数，Kotlin 对此基本没有限制。如果你能利用好扩展函数这个功能，将会大幅度地提升你的代码
质量和开发效率。
有趣的运算符重载
运算符重载是Kotlin 提供的一个比较有趣的语法糖。我们知道，Java 中有许多语言内置的运算符
关键字，如+ - * / % ++ --。而Kotlin 允许我们将所有的运算符甚至其他的关键字进行重
载，从而拓展这些运算符和关键字的用法。
本小节的内容相比于之前所学的Kotlin 知识会相对复杂一些，但是我向你保证，这是一节非常有
趣的内容，掌握之后你一定会受益良多。
我们先来回顾一下运算符的基本用法。相信每个人都使用过加减乘除这种四则运算符。在编程
语言里面，两个数字相加表示求这两个数字之和，两个字符串相加表示对这两个字符串进行拼
接，这种基本用法相信接触过编程的人都明白。但是Kotlin 的运算符重载却允许我们让任意两个
对象进行相加，或者是进行更多其他的运算操作。
当然，虽然Kotlin 赋予了我们这种能力，在实际编程的时候也要考虑逻辑的合理性。比如说，让
两个Student对象相加好像并没有什么意义，但是让两个Money对象相加就变得有意义了，因
为钱是可以相加的。
那么接下来，我们首先学习一下运算符重载的基本语法，然后再来实现让两个Money对象相加
的功能。
运算符重载使用的是operator关键字，只要在指定函数的前面加上operator关键字，就可以
实现运算符重载的功能了。但问题在于这个指定函数是什么？这是运算符重载里面比较复杂的
一个问题，因为不同的运算符对应的重载函数也是不同的。比如说加号运算符对应的是plus()
函数，减号运算符对应的是minus()函数。
我们这里还是以加号运算符为例，如果想要实现让两个对象相加的功能，那么它的语法结构如
下：
class Obj { operator fun plus(obj: Obj): Obj { // 处理相加的逻辑}
}
在上述语法结构中，关键字operator和函数名plus都是固定不变的，而接收的参数和函数返
回值可以根据你的逻辑自行设定。那么上述代码就表示一个Obj对象可以与另一个Obj对象相
加，最终返回一个新的Obj对象。对应的调用方式如下：
val obj1 = Obj()
val obj2 = Obj()
val obj3 = obj1 + obj2
这种obj1 + obj2的语法看上去好像很神奇，但其实这就是Kotlin 给我们提供的一种语法糖，
它会在编译的时候被转换成obj1.plus(obj2)的调用方式。
了解了运算符重载的基本语法之后，下面我们开始实现一个更加有意义功能：让两个Money对
象相加。
首先定义Money类的结构，这里我准备让Money的主构造函数接收一个value参数，用于表示
钱的金额。创建Money .kt 文件，代码如下所示：
class Money(val value: Int）
定义好了Money类的结构，接下来我们就使用运算符重载来实现让两个Money对象相加的功
能：
class Money(val value: Int) { operator fun plus(money: Money): Money { val sum = value + money.value return Money(sum) }
}
可以看到，这里使用了operator关键字来修饰plus()函数，这是必不可少的。在plus()函
数中，我们将当前Money对象的value和参数传入的Money对象的value相加，然后将得到的
和传给一个新的Money对象并将该对象返回。这样两个Money对象就可以相加了，就是这么简
单。
现在我们可以使用如下代码来对刚刚编写的功能进行测试：
val money1 = Money(5)
val money2 = Money(10)
val money3 = money1 + money2
println(money3.value)
最终打印的结果一定是15
但是，Money对象只允许和另一个Money对象相加，有没有觉得这样不够方便呢？或许你会觉
得，如果Money对象能够直接和数字相加的话，就更好了。这个功能当然也是可以实现的，因
为Kotlin 允许我们对同一个运算符进行多重重载，代码如下所示：
class Money(val value: Int) { operator fun plus(money: Money): Money { val sum = value + money.value return Money(sum) } operator fun plus(newValue: Int): Money { val sum = value + newValue return Money(sum) }
}
