Android Studio 30天進階學習-DAY09_Kotlin介紹-下

2023 iThome 鐵人賽

DAY 9

Mobile Development

Android Studio 30天進階學習系列第 9 篇

15th鐵人賽

jaychen31202

團隊nutc_imac_FewFew

2023-09-19 18:16:37

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今天要來下一步學習Kotlin中稍微進階一點的知識了，這邊會詳細說明幾個Kotlin中可能會常用到的一些類別建立，以及泛型的說明。

泛型、物件及擴充功能

測驗通常會有多種題型，例如填充題或是非題。每個測驗題目都可以用一個類別代表，其中設有多種屬性。
不同的題型 (例如是非題) 可能需要用不同的資料類型代表答案。我們在此定義三種問題類型。

填充題：答案是一個字詞，以 String 代表。
是非題：答案以 Boolean 代表。
計算題：答案是一組數值。簡單的算數題答案會用 Int 代表。
撰寫泛型的格式

class 類別名稱 <泛型的類型>{
    // 方法或功能的撰寫
}

程式碼部分：

Question.kt

class Question <T>(private val questionText: String,
                   private val answer: T,
                   private val difficulty: String) {
    private val TAG = "Question"

    // 答題方法
    fun checkQuestion(answer: T){

        if (this.answer == answer){
            Log.e(TAG, "checkQuestion: Correct\nquestionType: $questionText\ndifficulty: $difficulty")
        } else {
            Log.e(TAG, "checkQuestion: Incorrect\nquestionType: $questionText\ndifficulty: $difficulty")
        }
    }
}

MainActivity.kt

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    // 建立題目以及標準答案，後面透過答題來呼叫function進行題目正確與否。
    val question1 = Question<String>("IT_Home鐵人賽今年是第幾屆?", "15", "Easy")
    val question2 = Question<Boolean>("今年是否是2023年?", true, "Easy")
    val question3 = Question<Int>("今年是西元幾年?", 2023, "Easy")
    val question4 = Question<Float>("圓周率的包含整數的小數點後3為數是多少?", 3.14159f, "medium")

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        // ... 省略

        // call the function checkQuestion and pass the answer
        question1.checkQuestion("15")
        question2.checkQuestion(false)
        question3.checkQuestion(2023)
        question4.checkQuestion(3.14159f)
    }
}

在MainActivity上使用的變數宣告格式如下，當中的參數設置可以往上看到我所設定的型態中只有answer是泛型，所以這個型態必須與前面 "自己設置的型態" 一致。

val 變數名稱 = 類別名稱<自己設置的型態>("參數設置")

型態不一致產生的錯誤訊息
告知你question1所設置的型態是Sting但我嘗試使用Int型態的15進行寫入。

使用列舉類別

透過使用列舉類別，就能建立內含有限數量可能值的類型。

列舉語法
- 每項列舉的可能值都稱做「列舉常數」。
- 列舉常數位於建構函式內，以半形逗號分隔。
- 常數名稱所有字母都會使用大寫。
撰寫格式

enum class 類別名稱 {
    常數名稱1, 常數名稱2, 常數名稱3 ....
}

程式碼

Difficulty.kt

enum class Difficulty {
    EASY, MEDIUM, HARD, EXPERT
}

Question.kt

class Question <T>(private val questionText: String,
                   private val answer: T,
                   private val difficulty: Difficulty) {
    // ... 以下省略不變
}

MainActivity.kt

// 這邊只加入以下變數並取得Difficulty的列舉
    private val easy = Difficulty.EASY
    private val medium = Difficulty.MEDIUM
    private val hard = Difficulty.HARD
    private val expert = Difficulty.EXPERT

// 然後把難度的輸入改成變數

可以看到難度的文字是以常數名稱顯示。

單例模式物件Object

在很多情況下，會需要讓類別裡只有一個執行個體。例如：
- 手機遊戲目前使用者的玩家資料。
- 和單一硬體裝置互動時，例如將音訊傳送到音響。
- 用來存取遠端資料來源 (例如 Firebase 資料庫) 的物件。
- 進行驗證，一次應該只能登入一名使用者。

前面有講解過單例化模式的概念了，也就是這個物件只會建立一次，不論後續的添加修改皆無法變動其參數

撰寫格式
當然你也可以寫var進去讓外部可以隨時變動參數之類的，但變動後object的參數就會一直維持更改後的數值，所以不怎麼推薦。

object 類別名稱{
    const val 變數名稱 = 參數或名稱
}

程式碼

object StudentProgress {
    const val StudentName = "IT_Home鐵人賽_Day09"
    const val StudentNumber = "20230919"
}

呼叫的方法
這邊在外部呼叫時不需要引入object這個類別的名稱，可以直接呼叫並取得當中設定的變數名稱，如下程式碼所示：

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    
    // ... 省略
    
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        
        // ... 省略
        
        // 下列這行程式碼中的 "StudentProgress.StudentName"
        // 以及 "StudentProgress.StudentNumber"。
        
        Log.e(TAG,"${StudentProgress.StudentName}(${StudentProgress.StudentNumber})：${studentAnswer} of ${questionNumber} answered." )
    }
}

結果截圖

將物件宣告成伴生物件

您可以使用「伴生物件」在其他類別裡面定義單例模式物件。

宣告伴生物件的方法
- 只要在 object 關鍵字前方加入 companion 關鍵字即可
撰寫格式
這邊我直接放在Question類別中

class Question <T>(private val questionText: String,
                   private val answer: T,
                   private val difficulty: Difficulty) {

    // 伴生物件建立
    companion object StudentProgress{
        const val StudentName = "IT_Home鐵人賽_Day09"
        const val StudentNumber = "20230919"
    }
    
    // 以下方法保持不變
}

呼叫的方式
在這邊只需要把原來呼叫StudentProgress改成呼叫Question就可以了。

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    
    // ... 省略
    
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        
        // ... 省略
        
        // 下列這行程式碼中的 "Question.StudentName"
        // 以及 "Question.StudentNumber"。
        
        Log.e(TAG,"${Question.StudentName}(${Question.StudentNumber})：${studentAnswer} of ${questionNumber} answered." )
    }
}

新增擴充屬性以及擴充函式

新增擴充屬性

如果想定義擴充功能屬性，請在變數名稱前面加上類型名稱和點號運算子 (.)。

// 我在原先建立的 "Question.StudentProgress" 再去定義擴充功能
// 當中的ProgressText是自訂義名稱
val Question.StudentProgress.ProgressText: String

// 再為這個擴充功能屬性定義 getter，讓它在 main() 裡回傳之前使用的同個字串。
get() = "${StudentName}(${StudentNumber})"

回到底下的function中加入 Question.ProgressText就能得到上面所建立的輸出了。

新增擴充函示

fun Question.StudentProgress."自訂義函式名稱"(): "型態" {
    
    // 回傳
    return "$StudentName($StudentNumber)"
}

這邊建立完成後來到底下建立的function將剛剛的 Question.ProgressText 更改成建立的function名稱 Question."函式名稱"() 就好了。

輸出結果
如圖中的StudentInfo就是使用以上方法。

定義資料類別

如果有類別定義為資料類別，便會實作以下方法。

equals()
hashCode()：使用特定集合類型時就可以看到這項方法。
toString()
componentN()：component1()、component2() 等等。
copy()
程式碼

data class Question<T> (
    val questionText: String,
    val answer: T,
    val difficulty: Difficulty
)

這邊稍微修改了一下程式碼：

Quiz.kt

class Quiz {

    // 定義難度
    private val easy = Difficulty.EASY
    private val medium = Difficulty.MEDIUM
    private val hard = Difficulty.HARD
    private val expert = Difficulty.EXPERT

    // 定義各個題型、答案、難度
    val question1 = Question<String>("IT_Home鐵人賽今年是第幾屆?", "15", easy)
    val question2 = Question<Boolean>("今年是否是2023年?", true, medium)
    val question3 = Question<Int>("今年是西元幾年?", 2023, hard)
    val question4 = Question<Float>("圓周率的包含整數的小數點後3為數是多少?", 3.14159f, expert)
    // 計算題目數量
    private var questionNumberArr = arrayOf(question1, question2, question3, question4)
    val questionNumber = questionNumberArr.size

    companion object StudentProgress{
        const val StudentName = "IT_Home鐵人賽_Day09"
        const val StudentNumber = "20230919"
    }

    private val TAG = "Question"

    fun Quiz.StudentProgress.printStudentInfo (): String {
        return "$StudentName($StudentNumber)"
    }

    // 建立方法供給外部呼叫並傳入答案
    fun checkQuestion(answer: Comparable<*>, index: Int): String {
        val question = questionNumberArr[index]

        val result = if (question.answer == answer) {
            "Correct"
        } else {
            "Incorrect"
        }

        Log.e(
            TAG, "AnswerResult: $result\n" +
                    "questionType: ${question.questionText}\n" +
                    "difficulty: ${question.difficulty}\n"+
                    "YourAnswer: $answer\n"+
                    "StudentInfo: ${Quiz.printStudentInfo()}"
        )

        return result
    }
}

MainActivity.kt

class MainActivity : AppCompatActivity() {
    var studentAnswer = 0
    // 建立一個Quiz的物件
    val quiz = Quiz()

    private val TAG = "MainActivity"

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)
        
        // 建立學生答題的陣列
        val studentanswers = arrayOf("15", false, 2023, 3.14159f)

        // 利用for迴圈調用Quiz的checkQuestion方法來確認答題是否正確
        for (i in studentanswers.indices){
            if(quiz.checkQuestion(studentanswers[i],i).equals("Correct") ){
                studentAnswer++
            }
            Log.e(TAG,"${studentAnswer} of ${quiz.questionNumber} answered." )
        }
    }
}