一、扩展方法的概述

Kotlin 可以对一个类的属性和方法进行扩展，且不需要继承或使用Decorator（装饰者）模式。
扩展是一种静态行为，对被扩展的类代码本身不会造成任何影响。

例如，你可以为一个你不能修改的、来自第三方库中的类编写一个新的函数。 这个新增的函数就像那个原始类本来就有的函数一样，可以用普通的方法调用。 这种机制称为 扩展函数 。此外，也有 扩展属性 ， 允许你为一个已经存在的类添加新的属性。

在Java中没有扩展方法这个概念，Kotlin的扩展方法类似于Java中的工具类中的方法。

二、扩展函数

扩展函数可以在已有类中添加新的方法，不会对原类做修改。

• 扩展函数定义形式

  fun receiverType.functionName(params) {
      // body    
  }
  

  • receiverType：表示函数的接收者
  • functionName：扩展函数的名称
  • params：扩展函数的参数，可以为NULL

• 扩展函数示例

  class User(var name: String)
  
  // 扩展函数
  fun User.printName(){
      println("用户名 $name")
  }
  
  fun main(args: Array<String>) {
      var user = User("Robin")
      user.printName();
  }
  

三、扩展函数是静态解析的

扩展函数是静态解析的，并不是接收者类型的虚拟成员，在调用扩展函数时，具体被调用的的是哪一个函数，由调用函数的的对象表达式来决定的，而不是动态的类型决定的，具体示例如下：

open class SimpleClass
class SubClass: SimpleClass

fun SimpleClass.foo() = "ABC"// 扩展函数 foo
fun SubCLass.f00() = "DEF"

func printFoo(c: SimpleClass) {
    println(c.foo())
}

fun main(args: Array<String>) {
    printlnFoo(SubClass())
}

输出结果为：
ABC

若扩展函数和成员函数一致，则使用该函数时，会优先使用成员函数。

class SimpleClass {
    fun foo() {
        println("成员函数")
    }
}

fun SimpleClass.foo() {
    println("扩展函数")
}

fun main(args: Array<String>) {
    var c = SimpleClass()
    c.foo()
}

实际输出结果为：
成员函数

四、扩展一个空对象

在扩展函数内，可以通过this来判断接收者是否为NULL，即使接收者为NULL，也可以调用扩展函数，如：

fun Any?.toString(): String {
    if (this == null) return "null"
    // 空检测之后，"this"会自动转换为非空类型，所以下面的toString()解析为Any类的成员函数
    return toString()
}

fun main(args: Array<String>) {
    var t = null
    println(t.toString())
}

实际输出结果为：
null

五、扩展属性

除了函数，Kotlin也支持对属性进行扩展：

val <T> List<T>.lastIndex: Int
    get() = size - 1

扩展属性允许定义在类或者Kotlin文件中，不允许定义在函数中。初始化属性因为属性没有后端字段（back field），所以不允许被初始化，只能由显式的getter/setter定义。

val Foo.bar = 1 // 错误：扩展属性不能有初始化器

六、伴生对象的扩展

如果一个类定义有一个伴生对象，你也可以为伴生对象定义扩展函数和属性。
伴生对象通过“类名.”形式调用伴生对象，伴生对象声明的扩展函数，通过用类名限定符来调用：

class MyClass {
    companion object { } //将被称为companion
}

fun MyClass.Companion.foo() {
    println("伴生对象的扩展函数")
}

val MyClass.Companion.no: Int
    get() = 10

fun main(args: Array<String>) {
    println("no:${MyClass.no}")
    MyClass.foo()
}

实力执行后输出结果为：

no:10
伴生对象的扩展函数

伴生对象内的成员相当于 Java 中的静态成员，其生命周期伴随类始终，在伴生对象内部可以定义变量和函数，这些变量和函数可以直接用类名引用。

对于伴生对象扩展函数，有两种形式，一种是在类内扩展，一种是在类外扩展，这两种形式扩展后的函数互不影响（甚至名称都可以相同），即使名称相同，它们也完全是两个不同的函数，并且有以下特点：

1. 类内扩展的伴随对象函数和类外扩展的伴随对象可以同名，它们是两个独立的函数，互不影响；
2. 当类内扩展的伴随对象函数和类外扩展的伴随对象同名时，类内的其它函数优先引用类内扩展的伴随对象函数，即对于类内其它成员函数来说，类内扩展屏蔽类外扩展；
3. 类内扩展的伴随对象函数只能被类内的函数引用，不能被类外的函数和伴随对象内的函数引用；
4. 类外扩展的伴随对象函数可以被伴随对象内的函数引用
   例如以下代码：

class MyClass {
    companion object {
        val myClassField1: Int = 1
        var myClassField2 = "this is myClassField2"
        fun companionFun1() {
            println("this is 1st companion function.")
            foo()
        }
        fun companionFun2() {
            println("this is 2st companion function.")
            companionFun1()
        }
    }
    fun MyClass.Companion.foo() {
        println("伴随对象的扩展函数（内部）")
    }
    fun test2() {
        MyClass.foo()
    }
    init {
        test2()
    }
}
val MyClass.Companion.no: Int
    get() = 10
fun MyClass.Companion.foo() {
    println("foo 伴随对象外部扩展函数")
}
fun main(args: Array<String>) {
    println("no:${MyClass.no}")
    println("field1:${MyClass.myClassField1}")
    println("field2:${MyClass.myClassField2}")
    MyClass.foo()
    MyClass.companionFun2()
}

运行结果：

no:10
field1:1
field2:this is myClassField2
foo 伴随对象外部扩展函数
this is 2st companion function.
this is 1st companion function.
foo 伴随对象外部扩展函数

七、扩展的作用域

通常扩展函数或属性定义在顶级包下：

package foo.bar

fun Baz.goo() {...}

要使用所定义包之外的一个扩展，通过import到入扩展函数名进行使用：

package com.example.usage

import foo.bar.goo // 导入所有名为goo的扩展
// 或者从foo.bar导入一切
import foo.bar.*

fun usage(baz: Baz) {
    baz.goo()
}

八、扩展声明为成员

在一个类内部你可以为另一个类声明扩展。
在这个扩展中，有多个隐含的接收者，其中扩展方法定义所在类的实例成为分发接收者，而扩展方法的目标类型的实例成为扩展接收者。

class D {
    fun bar () { println("D bar") }
}

class C {
    fun baz() { println("C baz") }

    fun D.foo() {
        bar () // 调用D.bar
        baz () // 调用C.baz
    }

    fun caller(d: D) {
        d.foo() // 调用扩展函数
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val c: C = C()
    val d: D = D()
    c.caller(d)
}

实力输出结果为:

D bar
C baz

在C类中，创建了D类的扩展。此时，C被称为分发接收者，而D为扩展接收者。
从上例中，可以清楚的看到，在扩展函数中，可以调用派发接收者的成员函数。
假如在调用某一个函数，而该函数在分发接收者和扩展接收者均存在，则以扩展接收者优先，要引用分发接收者的成员你可以使用限定的this语法。

class D {
    fun bar () { println("D bar") }
}

class C {
    fun bar() { println("C bar") } // 与D类的bar同名

    fun D.foo() {
        bar () // 调用D.bar，扩展接收者优先
        this@C.bar () // 调用C.bar
    }

    fun caller(d: D) {
        d.foo() // 调用扩展函数
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val c: C = C()
    val d: D = D()
    c.caller(d)
}

实力输出结果为:

D bar
C bar

以成员的形式定义的扩展函数，可以声明为open，而且可以在子类中覆盖，也就是说，在这类扩展函数的派发过程中，针对分发接收者是虚拟的（Virtual），但针对扩展接收者仍然是静态的。

open class D {
}

open class D1: D {
}

open class C {
    open fun D.foo() {
        println("D.foo in C")
    }

    open fun D1.foo() {
        println("D1.foo in C")
    }

    fun caller(d: D) {
        d.foo()
    }
}

class C1: C() {
    override fun D.foo() {
        println("D.foo in C1")
    }

    override fun D1.foo() {
        println("D1.foo in C1")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    C().caller(D()) // 输出“D.foo in C”
    C1().caller(D()) // 输出“D.foo in C1”--分发接收者虚拟解析
    C().caller(D1()) // 输出“D.foo in C”--扩展接收者静态解析
}

实力执行输出结果为：

D.foo in C
D.foo in C1
D.foo in C