Kotlin 2.1.0 入门教程（二十一）数据类

数据类

数据类主要用于存储数据。

对于每个数据类，编译器会自动生成一些额外的成员函数，这些函数支持将实例打印为易读的输出、比较实例、复制实例等操作。

数据类使用 data 关键字标记：

kotlin 复制代码

data class User(val name: String, val age: Int)

编译器会根据主构造函数中声明的所有属性，自动派生以下成员：

equals() / hashCode() 对。
格式为 User(name=John, age=42) 的 toString() 函数。
与属性声明顺序相对应的 componentN() 函数。
copy() 函数（详见下文）。

为确保生成代码的一致性和有意义的行为，数据类必须满足以下要求：

主构造函数必须至少有一个参数。
主构造函数的所有参数都必须标记为 val 或 var。
数据类不能是 abstract（抽象的）、open（开放的）、sealed（密封的）或 inner（内部的）。

此外，关于数据类成员的继承，其生成遵循以下规则：

如果数据类主体中有 equals()、hashCode() 或 toString() 的显式实现，或者超类中有这些函数的 final 实现，那么不会生成这些函数，而是使用现有的实现。
如果超类型有 open（开放的）且返回兼容类型的 componentN() 函数，那么会为数据类生成相应的函数，并覆盖超类型的这些函数。如果由于签名不兼容或超类型的函数是 final 而无法覆盖，将会报错。
不允许为 componentN() 和 copy() 函数提供显式实现。

数据类可以继承其他类。

kotlin 复制代码

open class Person(val name: String) {
    open fun introduce() {
        println("My name is $name.")
    }
}

// 定义一个继承自 Person 的数据类。
data class Employee(val id: Int, val name2: String, val department: String) : Person(name2) {
    override fun introduce() {
        super.introduce()
        println("I'm an employee with ID $id, working in the $department department.")
    }
}

fun main() {
    // 创建 Employee 数据类的实例。
    val employee = Employee(1, "John", "IT")

    // My name is John.
    // I'm an employee with ID 1, working in the IT department.
    employee.introduce()

    println(employee) // Employee(id=1, name2=John, department=IT)
    
    // 创建另一个相同属性的 Employee 实例。
    val anotherEmployee = Employee(1, "John", "IT")
    
    // 比较两个实例是否相等。
    println("Are they equal? ${employee == anotherEmployee}") // Are they equal? true
}

在 JVM 上，如果生成的数据类需要有无参构造函数，那么必须为属性指定默认值：

kotlin 复制代码

data class User(val name: String = "", val age: Int = 0)

类体中声明的属性

编译器仅会使用主构造函数内定义的属性来自动生成相关函数。若要将某个属性排除在自动生成的实现之外，可在类体中声明该属性：

kotlin 复制代码

data class Person(val name: String) {
    var age: Int = 0
}

在以下示例中，toString()、equals()、hashCode() 和 copy() 这些自动生成的实现默认仅使用 name 属性，并且只有一个组件函数 component1()。age 属性是在类体中声明的，因此被排除在外。所以，两个 name 相同但 age 值不同的 Person 对象会被视为相等，因为 equals() 方法仅评估主构造函数中的属性：

kotlin 复制代码

val person1 = Person("John")
val person2 = Person("John")

person1.age = 10
person2.age = 20

println("person1 == person2: ${person1 == person2}")
// person1 == person2: true

println("person1 with age ${person1.age}: ${person1}")
// person1 with age 10: Person(name=John)

println("person2 with age ${person2.age}: ${person2}")
// person2 with age 20: Person(name=John)

复制对象

可以使用 copy() 函数来复制一个对象，这样你就能在保持部分属性不变的同时修改其他属性。对于上述 User 类，该函数的实现如下：

kotlin 复制代码

fun copy(name: String = this.name, age: Int = this.age) = User(name, age)

然后你就可以编写如下代码：

kotlin 复制代码

val jack = User(name = "Jack", age = 1)
val olderJack = jack.copy(age = 2)

数据类与解构声明

为数据类生成的组件函数 componentN() 使得数据类可以用于解构声明：

kotlin 复制代码

val jane = User("Jane", 35)
val (name, age) = jane
println("$name, $age years of age") // Jane, 35 years of age

标准数据类

标准库提供了 Pair 和 Triple 类。不过，在大多数情况下，使用具名数据类是更好的设计选择，因为具名数据类能为属性提供有意义的名称，从而使代码更易读。