継承を行うことなく新しい機能（関数やプロパティ）をクラスへ追加する「拡張機能」についてまとめます。

何処にでも手軽に定義できるため、とても重宝する仕組みですが、乱用するとプログラムが無法地帯になるので、管理は重要です。そのために、十分な理解が必要になります。

ちなみに、Android Jetpackは、この「拡張機能」を活用して作られた部分が多くあります。「拡張機能」無くして、成り立たないシステムです。

※環境：Android Studio Hedgehog | 2023.1.1 Patch 1
　　　　Kotlin 1.8.10

拡張関数と拡張プロパティとは

Kotlinは既存のクラス（または、インターフェイス）に対して、継承を行うことなく新しい関数やプロパティを追加する仕組みを持っています。

これをKotlinの「拡張機能（Extensions）」といいます。

そして、前者を「拡張関数（Extension functions）」、後者を「拡張プロパティ（Extension properties）」と呼びます。

拡張機能は次の特徴を持ち、これらが利点になっています。

拡張関数の作成

構文

Kotlinの一般的な関数の構文とほぼ同じです。しかし、次の点が異なります。

fun 対象クラス.拡張関数(引数: タイプ = デフォルト値, ...): 戻りタイプ {
    // 関数の処理
    // ・対象クラスのインスタンス（this）が参照可能
    // ・対象クラスのプロパティが参照可能
    return 戻り値
}

※thisを「レシーバーオブジェクト」と呼ぶ
※戻りタイプは明確な場合に限り省略可能

fun 対象のクラス.拡張関数(引数: タイプ = デフォルト値, ...): 戻りタイプ = 演算式

※戻りタイプは明確な場合に限り省略可能

サンプル

Stringクラスに拡張関数divideを追加するサンプルです。

devideは文字列へ等間隔に文字（ch）を挿入します。

2進数の表示を4文字ずつ区切り、アンダーバー（’_’）を区切り文字として挿入します。2進数の4文字が16進数の1文字に当たるためです。

...   I  0xd2は10進の210
...   I  0xd2は 2進の1101_0010

拡張プロパティの作成（valタイプ）

valを用いた読み出し専用の拡張プロパティです。

構文

Kotlinの一般的なプロパティの構文とほぼ同じです。しかし、次の点が異なります。

val 対象のクラス.拡張プロパティ: タイプ
    get() {
        // プロパティの参照
        // ・対象クラスのインスタンス（this）が参照可能
        // ・対象クラスのプロパティが参照可能
        return プロパティ値
    }

val 対象のクラス.拡張プロパティ: タイプ 
    get() = プロパティ値の演算

先にも述べましたが、初期値（赤字）は指定できないため、以下の構文はエラーです。

val 対象のクラス.拡張プロパティ: タイプ = 初期値
    get() { ... }

サンプル

Stringクラスに拡張プロパティisJpeg/isPNG/isGifを追加するサンプルです。

isJpeg/isPNG/isGifは、格納された文字列の末尾が「画像の拡張子」に等しければtrue、等しくなければfalseを返します。

ファイル拡張子からファイル名が示す画像フォーマットを判別します。

... I  File:sample.jpg is Jpeg.

拡張プロパティの作成（varタイプ）

varを用いた読み書き可能な拡張プロパティです。

構文

Kotlinの一般的なプロパティの構文とほぼ同じです。しかし、次の点が異なります。

var 対象のクラス.拡張プロパティ: タイプ
    get() {
        // プロパティの参照
        // ・対象クラスのインスタンス（this）が参照可能
        // ・対象クラスのプロパティが参照可能
        return プロパティ値
    }
    set(value) {
        // プロパティの設定
        // ・対象クラスのインスタンス（this）が参照可能
        // ・対象クラスのプロパティが参照可能
        // ・バッキングフィールドは無い
    }
	
※thisを「レシーバーオブジェクト」と呼ぶ

var 対象のクラス.拡張プロパティ: タイプ 
    get() = プロパティ値の演算
    set(value) {
        // プロパティの設定
        // ・対象クラスのインスタンス（this）が参照可能
        // ・対象クラスのプロパティが参照可能
        // ・バッキングフィールドは無い
    }
	
※thisを「レシーバーオブジェクト」と呼ぶ

先にも述べましたが、初期値（赤字）は指定できないため、以下の構文はエラーです。

var 対象のクラス.拡張プロパティ: タイプ = 初期値
    get() { ... }
    set(value) { ... }

サンプル

StringBuilderクラスに拡張プロパティfirstLetterを追加するサンプルです。

firstLetterは格納された文字列の頭文字を表します。

英文の頭文字を小文字⇒大文字へ変換します。

... I  Before Sentence = "this is a pen."
... I  After  Sentence = "This is a pen."

定義の場所とスコープ

拡張機能の定義の場所は、トップレベル・クラス・関数の3箇所が考えられます。

定義の場所とアクセス修飾子により、スコープ（有効な範囲）は異なります。

この特徴を活かして、拡張機能の利用に制限をかけることが出来ます。

例えば、interfaceへ定義を行うと、定義した拡張機能はinterfaceを実装したクラス内の利用に限定されます。

機能の継承

スーパークラスで定義した拡張機能は、サブクラスへ機能の継承が可能です。

継承の仕様は一般的なクラスの関数・プロパティと変わりません。ただし、super修飾子を付けてスーパークラスの拡張機能を参照することは出来ません。

継承の有無はアクセス修飾子に従います。

また、オーバーライド（上書き）したければ、拡張機能の定義の前にopen修飾子が必要です。

... I  Hello World !! (Super-FuncA)
... I  Hello World !! (Super-FuncB)
... I  Hello World !! (Super-FuncC)
... I  Hello World !! (Super-fundD)
... I  Hello World !! (Super-Normal)

... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-FuncA)	... サブクラスの関数
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-FuncB)
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-FuncC)
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-fundD)
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-Normal)

... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-FuncA)	... スーパークラスの関数
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-FuncB)
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-FuncC)        ⇒ サブクラス側の実行
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-fundD)        ⇒ サブクラス側の実行
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-Normal)

定義の継承

スーパークラスへ定義した拡張機能は、サブクラスへ定義の継承が可能です。

また、サブクラスで同じ拡張機能を再定義すれば、定義の上書きができます。

... I  Hello World !! (Super-Func1)
... I  Hello World !! (Super-Func2)
... I  Hello World !! (Super-Func3)
... I  Hello World !! (Super-Func4)

... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-Func1)    // 継承有
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Super-Func2)    // 継承有
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-Func3)      // 定義の上書き
... I  世界の皆さん、こんにちは !! (Sub-Func4)      // 定義の上書き

定義の重複

一般的なクラスのメンバと同名の拡張機能は定義できます。

このように名前が重複した場合、一般的なクラスのメンバの実行が優先されます。

... I  Hello World !! (Member func1)
... I  Hello World !! (Member func2)
... I  Hello World !! (Extension func3)

ただし、オーバーロード（引数の違い）は区別され、重複になりません。

... I  Hello World !! (Member func1)
... I  Hello World !! (Extension func2 #22)
... I  Hello World !! (Extension func3)

関数オブジェクト

Kotlinの一般的な関数は第一級オブジェクト（First class object）です。※第一級オブジェクトについては「Kotlin：関数オブジェクト」を参照

同様に、拡張関数も第一級オブジェクトになります。ですので、生成・代入・演算・受け渡しといったプログラムの基本的な操作が可能です。

拡張関数を関数オブジェクトとして扱う場合のタイプは、次のように定義されます。

対象のクラス.(引数タイプ, ...)->戻りタイプ

以下は、拡張関数の関数オブジェクトを作成して、変数へ代入する例です。

ちなみに、右辺は関数リテラルです。左辺の変数が拡張関数のタイプであるため、関数リテラル内でレシーバーオブジェクト（this）が参照可能です。

 ... I  Int.toEven1 123 = 124	１つ大きい偶数へ
 ... I  Int.toEven1 312 = 312	何もしない（元から偶数）
 ... I  Int.toEven1 231 = 230	１つ小さい偶数へ
 
 ... I  Int.toEven2 123 = 124
 ... I  Int.toEven2 312 = 312
 ... I  Int.toEven2 231 = 230
 
 ... I  Int.toEven3 123 = 124
 ... I  Int.toEven3 312 = 312
 ... I  Int.toEven3 231 = 230
 
 ... I  Int.toEven4 123 = 124
 ... I  Int.toEven4 312 = 312
 ... I  Int.toEven4 231 = 230
 
 ... I  Int.toEven5 123 = 124
 ... I  Int.toEven5 312 = 312
 ... I  Int.toEven5 231 = 230
 
 ... I  Int.toEven6 123 = 124
 ... I  Int.toEven6 312 = 312
 ... I  Int.toEven6 231 = 230

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