在Java中，常常会使用到诸如 StringUtil、DateUtil 等工具类，代码写起来比较长，并且调用方式不够简单直接。

在Java中，无法给String类添加自定义方法，因为String类是final，同时是JDK内置的基础类，不能修改。
一般的做法是开发一个StringUtil类，在里面封装相关的String操作方法，而不是修改或继承String类。

在Kotlin中，可以自由扩展任何类的方法和属性。
在不修改原类的情况下，Kotlin能一个类扩展新功能，同时无需继承该类。

扩展函数

给String类扩展两个函数

/**
 * 给 String 扩展一个 firstChar() 函数
 */
fun String.firstChar(): String {
    if (this.isEmpty()) return ""
    return this[0].toString()
}

/**
 * 给 String 扩展一个 lastChar() 函数
 */
fun String.lastChar(): String {
    if (this.isEmpty()) return ""
    return this[this.length -1].toString()
}

// 测试扩展函数
fun main(args: Array<String>) {
    println("xyz".firstChar())  // 输出：x
    println("xyz".lastChar())  // 输出：y
    println("扩展函数".firstChar())  // 输出：扩
    println("扩展函数".lastChar())  // 输出：数
}

扩展的实现原理

扩展函数和扩展属性的本质是以静态导入的方式来实现的。

在IDEA中查看Kotlin代码Bytecode 以及反编译成等价的Java代码：
Tools / Kotlin / Show Kotlin Bytecode ，可以查看Kotlin代码Bytecode；
然后选择Decompile按钮，就可以查看对应的Java代码了。

• String 类的扩展函数 firstChar() 对应的Java代码：

   @NotNull
   public static final String firstChar(@NotNull String $this$firstChar) {
      Intrinsics.checkNotNullParameter($this$firstChar, "$this$firstChar");
      CharSequence var1 = (CharSequence)$this$firstChar;
      boolean var2 = false;
      return var1.length() == 0 ? "" : String.valueOf($this$firstChar.charAt(0));
   }

给List类扩展一个函数

/**
 * 给 List 扩展一个 filterX() 函数
 *
 * predicate: (T) -> Boolean 是函数类型的参数
 */
fun <T> List<T>.filterX(predicate: (T) -> Boolean): MutableList<T> {
    val result = ArrayList<T>()
    this.forEach { // this 指向调用者对象
        if (predicate(it)) { // 满足判断条件
            result.add(it)
        }
    }
    return result
}

// 测试扩展函数
fun testListFilterX(): Unit {
    val list = listOf(1,2,3,4,5,6,7)
    val result = list.filterX { it % 3 == 0}
    println(result)  // 输出：[3, 6]
}

扩展属性

给 MutableList 扩展两个属性 firstElement和lastElement：

/**
 * 给 MutableList 扩展一个属性 firstElement
 */
var <T> MutableList<T>.firstElement: T?
    get() {
        return if (this.isNotEmpty()) this[0] else null
    }
    set(value) {
        if (value != null) {
            if (this.isNotEmpty()) {
                this[0] = value
            } else {
                add(value)
            }
        }
    }

/**
 * 给 MutableList 扩展一个属性 lastElement
 */
var <T> MutableList<T>.lastElement: T?
    get() {
        return if (this.isNotEmpty()) this[this.size -1] else null
    }
    set(value) {
        if (value != null) {
            if (this.isNotEmpty()) {
                this[this.size -1] = value
            } else {
                add(value)
            }
        }
    }

// 测试扩展属性
fun testMutableListExp(): Unit {
    val list1 = mutableListOf<Int>()
    println(list1)  // 输出：[]
    println(list1.firstElement)  // 输出：null
    println(list1.lastElement)  // 输出：null

    list1.apply {
        add(1)
        add(2)
        add(3)
        add(4)
        add(5)
    }
    println(list1)  // 输出：[1, 2, 3, 4, 5]
    println(list1.firstElement)  // 输出：1 . 调用了getter函数
    println(list1.lastElement)  // 输出：5

    list1.firstElement = -1     // 调用了setter函数
    list1.lastElement = 55
    println(list1)  // 输出：[-1, 2, 3, 4, 55]
}

扩展属性的实现原理

在IDEA中：选择 Tools / Kotlin / Show Kotlin Bytecode ，然后点击Decompile按钮，查看对应的Java代码。

MutableList 的扩展属性 firstElement 对应的Java代码：

   @Nullable
   public static final Object getFirstElement(@NotNull List $this$firstElement) {
      Intrinsics.checkNotNullParameter($this$firstElement, "$this$firstElement");
      Collection var1 = (Collection)$this$firstElement;
      boolean var2 = false;
      return !var1.isEmpty() ? $this$firstElement.get(0) : null;
   }

   public static final void setFirstElement(@NotNull List $this$firstElement, @Nullable Object value) {
      Intrinsics.checkNotNullParameter($this$firstElement, "$this$firstElement");
      if (value != null) {
         Collection var2 = (Collection)$this$firstElement;
         boolean var3 = false;
         if (!var2.isEmpty()) {
            $this$firstElement.set(0, value);
         } else {
            $this$firstElement.add(value);
         }
      }

   }

扩展中的this关键字

• 在扩展函数中，以及带接收者的函数字面值中，this关键字代表调用函数时，在点号“.”之前的指定的对象实例。
• 在类的成员函数中，this指向这个类的当前实例对象。
• 如果this没有限定符，那么它指向包含当前代码的最内层范围。可以使用标签限定符，使this指向其他范围。