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面试题:Kotlin属性代理模式中委托属性的原理及应用

请阐述Kotlin属性代理模式中委托属性的工作原理,并举例说明在实际开发场景中如何运用委托属性解决常见问题,例如实现延迟加载属性。
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编程语言Kotlin

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Kotlin属性代理模式中委托属性的工作原理

在Kotlin中,委托属性允许将属性的访问器(getter和setter)的实现委托给另一个对象(即代理)。当一个属性使用委托属性语法定义时,Kotlin编译器会在背后生成代码,将属性访问请求转发给代理对象的相应方法。

委托属性基于by关键字,语法如下:

class MyClass {
    var myProperty: String by MyDelegate()
}

class MyDelegate {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {
        // 返回属性值的逻辑
        return "default value"
    }

    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) {
        // 设置属性值的逻辑
    }
}

在上述代码中:

  1. MyClass类中的myProperty属性通过by关键字委托给MyDelegate类的实例。
  2. MyDelegate类需要提供getValuesetValue操作符函数。getValue函数用于获取属性值,接收两个参数:thisRef(委托属性所在类的实例)和property(表示委托属性本身的KProperty<*>对象)。setValue函数用于设置属性值,除了thisRefproperty外,还接收要设置的新值。

实际开发场景中运用委托属性解决常见问题 - 实现延迟加载属性

延迟加载属性是指属性的值在首次访问时才进行计算,而不是在对象创建时就计算。在Kotlin中可以使用lazy函数来实现延迟加载属性。lazy函数返回一个Lazy<T>类型的对象,该对象作为委托用于延迟加载属性。

示例代码如下:

class DataLoader {
    val data: String by lazy {
        // 模拟加载数据的耗时操作
        Thread.sleep(2000)
        "Loaded data"
    }
}

fun main() {
    val loader = DataLoader()
    println("Before accessing data")
    println(loader.data) // 首次访问,触发数据加载
    println("After first access")
    println(loader.data) // 再次访问,直接返回已加载的数据
}

在上述代码中:

  1. DataLoader类中的data属性通过lazy函数进行委托。lazy函数的lambda表达式中的代码会在data属性首次被访问时执行。
  2. 第一次访问loader.data时,会执行lazy函数lambda表达式中的模拟耗时操作(Thread.sleep(2000)),并返回计算结果。之后再次访问data属性时,直接返回第一次计算的结果,不会再次执行lambda表达式中的代码,从而实现了延迟加载。