委派#

委派（Delegation） 是一種設計模式，讓一個物件將部分職責轉交給另一個物件處理。Kotlin 在語言層面內建支援委派，使用 by 關鍵字即可實現，不需要撰寫樣板程式碼。

1. 類別委派#

類別委派讓一個類別「繼承」介面的實作，但實際邏輯由另一個物件負責。

不使用委派的寫法（繁瑣）#

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interface Logger {
    fun log(message: String)
    fun warn(message: String)
}

class ConsoleLogger : Logger {
    override fun log(message: String) = println("[LOG] $message")
    override fun warn(message: String) = println("[WARN] $message")
}

// 手動委派：每個方法都要轉發
class App(private val logger: ConsoleLogger) : Logger {
    override fun log(message: String) = logger.log(message)
    override fun warn(message: String) = logger.warn(message)
}

使用 `by` 委派（簡潔）#

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interface Logger {
    fun log(message: String)
    fun warn(message: String)
}

class ConsoleLogger : Logger {
    override fun log(message: String) = println("[LOG] $message")
    override fun warn(message: String) = println("[WARN] $message")
}

// by logger 自動轉發所有介面方法
class App(logger: Logger) : Logger by logger

fun main() {
    val app = App(ConsoleLogger())
    app.log("應用程式啟動")   // 輸出：[LOG] 應用程式啟動
    app.warn("記憶體用量偏高") // 輸出：[WARN] 記憶體用量偏高
}

覆寫部分方法#

使用委派後，仍可以覆寫特定方法，只讓其餘方法自動轉發。

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interface Logger {
    fun log(message: String)
    fun warn(message: String)
}

class ConsoleLogger : Logger {
    override fun log(message: String) = println("[LOG] $message")
    override fun warn(message: String) = println("[WARN] $message")
}

class FileLogger(private val logger: Logger) : Logger by logger {
    // 只覆寫 warn，log 仍由 logger 處理
    override fun warn(message: String) {
        println("[FILE-WARN] $message")
    }
}

fun main() {
    val logger = FileLogger(ConsoleLogger())
    logger.log("啟動")        // 輸出：[LOG] 啟動（轉發給 ConsoleLogger）
    logger.warn("磁碟空間不足") // 輸出：[FILE-WARN] 磁碟空間不足（自行處理）
}

2. 屬性委派#

屬性委派讓屬性的 get / set 邏輯由另一個物件（委派者）處理，使用語法為 val/var 屬性名稱 by 委派者。

2.1 `lazy`：延遲初始化#

lazy 讓屬性在 第一次被存取時 才執行初始化，之後快取結果。適合初始化成本高的屬性。

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class DataProcessor {
    val heavyData: List<Int> by lazy {
        println("正在載入大量資料…")
        (1..1_000_000).toList()
    }
}

fun main() {
    val processor = DataProcessor()
    println("物件已建立")
    println("資料筆數：${processor.heavyData.size}") // 這時才初始化
    println("再次存取：${processor.heavyData.size}") // 直接使用快取
    // 輸出：
    // 物件已建立
    // 正在載入大量資料…
    // 資料筆數：1000000
    // 再次存取：1000000
}

2.2 `observable`：監聽屬性變更#

Delegates.observable 讓你在屬性值改變時執行自訂邏輯。

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import kotlin.properties.Delegates

class User {
    var name: String by Delegates.observable("（未設定）") { property, oldValue, newValue ->
        println("${property.name} 從「$oldValue」變更為「$newValue」")
    }
}

fun main() {
    val user = User()
    user.name = "Alice"
    user.name = "Bob"
    // 輸出：
    // name 從「（未設定）」變更為「Alice」
    // name 從「Alice」變更為「Bob」
}

2.3 `vetoable`：條件式攔截變更#

Delegates.vetoable 讓你在屬性值改變前做驗證，回傳 false 可拒絕變更。

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import kotlin.properties.Delegates

class AgeHolder {
    var age: Int by Delegates.vetoable(0) { _, oldValue, newValue ->
        if (newValue < 0) {
            println("拒絕：年齡不能為負數（嘗試設定 $newValue）")
            false // 拒絕
        } else {
            true  // 允許
        }
    }
}

fun main() {
    val holder = AgeHolder()
    holder.age = 25
    println("年齡：${holder.age}") // 輸出：年齡：25
    holder.age = -5
    println("年齡：${holder.age}") // 輸出：年齡：25（未被變更）
    // 輸出：
    // 年齡：25
    // 拒絕：年齡不能為負數（嘗試設定 -5）
    // 年齡：25
}

2.4 委派給 Map#

可以將屬性委派給 Map，適合解析 JSON 或設定檔等動態資料。

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class Config(private val map: Map<String, Any>) {
    val host: String by map
    val port: Int by map
    val debug: Boolean by map
}

fun main() {
    val config = Config(
        mapOf(
            "host" to "localhost",
            "port" to 8080,
            "debug" to true
        )
    )
    println("${config.host}:${config.port}") // 輸出：localhost:8080
    println("除錯模式：${config.debug}")      // 輸出：除錯模式：true
}

3. 自訂屬性委派#

實作 ReadOnlyProperty 或 ReadWriteProperty 介面，可以建立自訂委派。

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import kotlin.properties.ReadWriteProperty
import kotlin.reflect.KProperty

class NonNullDelegate<T>(private var value: T) : ReadWriteProperty<Any, T> {
    override fun getValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>): T = value

    override fun setValue(thisRef: Any, property: KProperty<*>, value: T) {
        requireNotNull(value) { "${property.name} 不可設為 null" }
        this.value = value
    }
}

class User {
    var name: String by NonNullDelegate("未命名")
}

fun main() {
    val user = User()
    user.name = "Alice"
    println(user.name) // 輸出：Alice
}

4. 委派的應用場景#

場景	建議使用的委派
高成本屬性延遲初始化	`lazy`
監聽屬性變更（如 UI 更新）	`observable`
屬性值驗證	`vetoable`
從 Map 讀取設定	Map 委派
介面實作轉發	類別委派 `by`

Reference#

https://kotlinlang.org/docs/delegation.html

委派#