Kotlin 中 companion object 扩展函数和普通函数区别

news2025/6/7 3:45:39

在 Kotlin 中，companion object 的扩展函数与普通函数（包括普通成员函数和普通扩展函数）有显著区别。以下是它们的核心差异和适用场景：

1. 定义位置与归属

特性	`companion object` 扩展函数	普通函数
定义位置	在类外部为伴生对象添加	在类内部（成员函数）或任意位置（扩展函数）
归属关系	属于类的伴生对象，而非类实例	成员函数属于实例，普通扩展函数属于接收者类型

示例对比：

// companion object 扩展函数
class MyClass {
    companion object
}
fun MyClass.Companion.extFunc() = println("扩展函数")

// 普通成员函数
class MyClass {
    fun memberFunc() = println("成员函数")
}

// 普通扩展函数（非伴生对象）
fun MyClass.extFunc() = println("普通扩展函数")

2. 调用方式

特性	`companion object` 扩展函数	普通函数
调用主体	通过类名直接调用	成员函数需实例，普通扩展函数通过实例调用
语法	`ClassName.func()`	`instance.func()`

示例对比：

// companion object 扩展函数
MyClass.extFunc()  // 直接通过类名调用

// 普通成员函数
val obj = MyClass()
obj.memberFunc()   // 需要实例

// 普通扩展函数
obj.extFunc()      // 需要实例

3. 访问权限

特性	`companion object` 扩展函数	普通函数
访问私有成员	只能访问伴生对象的私有成员	成员函数可访问类所有成员，普通扩展函数只能访问公有成员
上下文	无类实例上下文（相当于静态上下文）	普通成员函数有 `this` 指向实例

示例对比：

class MyClass(private val secret: String) {
    companion object {
        private const val COMPANION_SECRET = "companion-secret"
    }
    
    fun memberFunc() {
        println(secret)          // 可访问实例私有属性
        println(COMPANION_SECRET) // 可访问伴生对象私有属性
    }
}

// companion object 扩展函数
fun MyClass.Companion.extFunc() {
    println(COMPANION_SECRET) // 只能访问伴生对象的私有成员
    // println(secret)        // 编译错误：无法访问实例成员
}

// 普通扩展函数
fun MyClass.extFunc() {
    // println(secret)        // 编译错误：无法访问私有成员
    // println(COMPANION_SECRET) // 编译错误：无法访问伴生对象私有成员
}

4. 使用场景

场景	`companion object` 扩展函数	普通函数
工具类方法	✅ 适合（如 `StringUtils.parse()`）	❌ 需实例，不直观
工厂模式	✅ 通过类名创建对象（`MyClass.create()`）	❌ 需先有工厂实例
实例操作	❌ 无法操作实例	✅ 主要用途
第三方库扩展	✅ 为已有类添加静态方法	✅ 为实例添加方法

典型用例：

// companion object 扩展：为 Android 的 Toast 添加静态方法
fun Toast.Companion.showShort(context: Context, text: String) {
    makeText(context, text, Toast.LENGTH_SHORT).show()
}
// 调用：Toast.showShort(context, "Hello")

// 普通扩展：为 String 添加功能
fun String.addExclamation() = "$this!"
// 调用："Hi".addExclamation()

5. 初始化时机

特性	`companion object` 扩展函数	普通函数
加载时机	首次访问类时初始化伴生对象	随实例创建或调用时执行
内存开销	类级别共享	实例级别（成员函数）或无状态（扩展函数）

总结对比表

维度	`companion object` 扩展函数	普通成员函数	普通扩展函数
定义位置	类外部	类内部	任意位置
调用方式	`ClassName.func()`	`instance.func()`	`instance.func()`
访问权限	仅伴生对象成员	全实例成员	仅公有成员
典型用途	静态工具方法、工厂模式	实例行为封装	增强已有类功能
内存分配	类级别（单次初始化）	每实例占用	无状态（不占内存）