Kotlin 扩展函数的实现原理

Kotlin 扩展函数（Extension Functions） 的实现原理主要基于 静态解析（Static Dispatch） 和 编译时转换，它并不是真的修改了被扩展的类。

1、实现原理

1.1 静态解析

• 核心机制： Kotlin 的扩展函数是静态解析的，这意味着它们在编译时就确定了。扩展函数不会向目标类中插入新的成员，也不会修改类本身的结构。

• 非继承： 扩展函数与面向对象的多态（如覆盖父类方法）无关。因为它们是静态调度的，所以不能被子类重写（Override）。

1.2 编译时转换

当 Kotlin 编译器处理一个扩展函数时，它会将其转换为一个普通的静态方法（Static Method），这个静态方法属于声明该扩展函数的那个文件对应的 顶层类（通常是 FileNameKt）。

转换细节：

1. 这个静态方法会接收被扩展类型的一个实例作为它的第一个参数。这个参数在扩展函数内部被称为接收者（Receiver），即 this 关键字所指向的对象。

2. 扩展函数体内的代码，实际上是在操作这个作为参数传入的对象。

2、举例说明

假设你在 StringExtensions.kt 文件中定义了一个扩展函数：

fun String.firstLetter(): Char {
    return this[0]
}

// 调用
val s = "Hello"
val f = s.firstLetter()

Kotlin 编译器会将这个扩展函数编译成类似 Java 静态方法的结构：

// StringExtensionsKt.java
public final class StringExtensionsKt {
    public static final char firstLetter(@NotNull String receiver) {
        // ... 方法体
        return receiver.charAt(0);
    }
}

而对扩展函数的调用 s.firstLetter() 则会被编译器转换成对这个静态方法的调用：

// 调用处会被转换成
StringExtensionsKt.firstLetter(s);

3、关键总结

特性	解释
真实身份	编译后的 静态方法。
接收者	编译后作为静态方法的第一个参数传入。
运行时	没有额外的运行时开销或查找（因为是静态解析）。
能否重写	不能。扩展函数是静态调度的，与多态无关。
能否访问 Private 成员	不能。因为它们在类的外部声明，所以只能访问类的 Public 成员。

赏

谢谢你请我吃糖果