伴生对象（companion object）与静态成员的模拟

1. 伴生对象的基本概念

在 Kotlin 中，伴生对象（companion object） 是一个与类关联的特殊对象，用于模拟 Java 中的静态成员（静态方法和静态属性）。每个类只能有一个伴生对象，其名称可以省略（默认为 Companion），也可以自定义。

语法示例

class MyClass {
    companion object {
        const val CONSTANT_VALUE = 100  // 静态常量
        fun staticMethod() {           // 静态方法
            println("This is a static method.")
        }
    }
}

2. 伴生对象的特点

  1. 单例性：伴生对象是类的静态成员，全局唯一。
  2. 直接通过类名访问：无需实例化类即可调用伴生对象的成员。
  3. 可继承接口：伴生对象可以实现接口，扩展功能。

调用方式

MyClass.CONSTANT_VALUE       // 访问静态常量
MyClass.staticMethod()       // 调用静态方法

3. 伴生对象 vs Java 静态成员

特性Kotlin 伴生对象Java 静态成员
定义方式通过 companion object 块使用 static 关键字
成员访问通过类名直接访问通过类名直接访问
支持接口实现是否
运行时类型是真实对象（可赋值给变量）无对象实例

4. 实际应用场景

4.1 工厂模式

class User private constructor(val name: String) {
    companion object {
        fun create(name: String): User {
            return User(name)
        }
    }
}

// 使用
val user = User.create("Alice")

4.2 常量定义

class Config {
    companion object {
        const val API_URL = "https://api.example.com"
    }
}

4.3 实现接口

interface Logger {
    fun log(message: String)
}

class MyService {
    companion object : Logger {
        override fun log(message: String) {
            println("[LOG] $message")
        }
    }
}

// 调用
MyService.log("Service initialized")

5. 注意事项

  1. 性能影响：伴生对象是真实对象，首次访问时会初始化，但开销极小。
  2. JVM 注解：如需在 Java 中像调用静态方法一样使用，可用 @JvmStatic 注解：
    companion object {
    @JvmStatic
    fun utilityMethod() { ... }
}
  3. 命名伴生对象：
    companion object Named {
    // ...
}
    调用时可通过 MyClass.Named.method() 访问。

6. 总结

Kotlin 的伴生对象提供了比 Java 静态成员更灵活的功能，同时保持了相似的调用方式。它是实现工具方法、常量定义和工厂模式的理想选择，同时支持面向对象的高级特性（如接口实现）。

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