面试题：Kotlin 中的数据类与普通类有何不同

Question

请详细阐述 Kotlin 数据类的特点，例如自动生成的函数有哪些，以及使用场景，同时说明与普通类相比，在定义、使用上的差异。

Answer 1

Kotlin 数据类特点

1. 自动生成函数
   • equals() 和 hashCode()：数据类会自动根据主构造函数中声明的属性生成 equals() 和 hashCode() 函数。这使得基于属性内容进行对象比较变得简单，例如：

data class User(val name: String, val age: Int)
val user1 = User("Alice", 25)
val user2 = User("Alice", 25)
println(user1 == user2) // 输出 true，因为根据自动生成的 equals 方法比较属性值

• toString()：会自动生成一个包含所有属性的 toString() 方法，格式为 类名(属性 1 = 值 1, 属性 2 = 值 2, ...)。例如对于上述 User 类，user1.toString() 可能输出 User(name=Alice, age=25)。
• copy()：该方法允许复制一个对象并选择性地修改某些属性的值。例如：

val user3 = user1.copy(age = 26)
println(user3) // 输出 User(name=Alice, age=26)

• componentN() 函数：对于数据类，会为每个属性生成对应的 componentN() 函数，N 从 1 开始，对应属性声明的顺序。这使得数据类可以在解构声明中使用，如：

val (name, age) = user1
println("$name is $age years old") // 输出 Alice is 25 years old

2. 使用场景
   • 存储和传输数据：数据类非常适合用于存储和传输数据，例如在与服务器进行交互时，作为数据模型来封装从服务器获取的数据或向服务器发送的数据。例如，一个表示用户信息的 API 响应，可以用数据类来建模：

data class UserResponse(val id: Int, val name: String, val email: String)

• 不可变数据结构：由于数据类通常用于存储数据，并且通过 copy() 方法进行修改，很适合构建不可变的数据结构，保证数据的一致性和安全性。

与普通类在定义和使用上的差异

1. 定义差异
   • 数据类：在类声明前使用 data 关键字，并且主构造函数至少有一个参数。例如：

data class Point(val x: Int, val y: Int)

• 普通类：普通类定义不需要 data 关键字，构造函数参数也没有强制要求，例如：

class Shape {
    var width: Int = 0
    var height: Int = 0
    constructor(width: Int, height: Int) {
        this.width = width
        this.height = height
    }
}

2. 使用差异
   • 函数生成：数据类自动生成 equals()、hashCode()、toString()、copy() 和 componentN() 等函数，而普通类需要开发者手动实现这些函数，如果有需求的话。
   • 对象比较：数据类基于属性值进行比较，普通类默认使用对象引用比较，除非手动重写 equals() 方法。
   • 数据修改：数据类推荐使用 copy() 方法进行数据修改，保持对象的不可变性；普通类通常直接修改对象的属性值。例如对于数据类：

val point1 = Point(1, 2)
val point2 = point1.copy(x = 3)

对于普通类：

val shape1 = Shape(10, 20)
shape1.width = 30