拡張関数

// 拡張関数の定義（String を拡張する例）
fun String.hello(): String = "Hello, $this!"

// 呼び出し
"Kotlin".hello() // "Hello, Kotlin!"

// 引数ありの拡張関数
fun String.repeat(n: Int): String = this.repeat(n)

// 拡張プロパティ（getterのみ定義可能）
val String.wordCount: Int
    get() = this.split(" ").size

// Nullable型への拡張関数
fun String?.isNullOrBlankCustom(): Boolean = this == null || this.isBlank()

extension_function.kt

// String の拡張関数
fun String.isPalindrome(): Boolean = this == this.reversed()
fun String.capitalize2(): String = if (isEmpty()) this else this[0].uppercaseChar() + substring(1)
fun String.words(): List<String> = this.trim().split(Regex("\\s+"))

// Int の拡張関数
fun Int.isPositive(): Boolean = this > 0
fun Int.factorial(): Long {
    require(this >= 0) { "負の数の階乗は未定義です" }
    return if (this <= 1) 1L else (1..this).fold(1L) { acc, i -> acc * i }
}

// 拡張プロパティ
val String.wordCount: Int
    get() = if (isBlank()) 0 else words().size

val Int.isOdd: Boolean
    get() = this % 2 != 0

// List の拡張関数
fun <T> List<T>.secondOrNull(): T? = if (size >= 2) this[1] else null

fun main() {
    // String の拡張関数
    println("racecar".isPalindrome()) // true
    println("hello".isPalindrome()) // false
    println("hello world".capitalize2()) // Hello world

    val sentence = "  Hello   Kotlin   World  "
    println(sentence.words()) // [Hello, Kotlin, World]
    println(sentence.wordCount) // 3

    // Int の拡張関数
    println(5.isPositive()) // true
    println((-3).isPositive()) // false
    println(5.factorial()) // 120
    println(7.isOdd) // true

    // List の拡張関数
    val list = listOf("a", "b", "c")
    println(list.secondOrNull()) // b
    println(emptyList<String>().secondOrNull()) // null

    // 標準ライブラリのような使い方
    val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
    println(numbers.filter { it.isOdd }) // [1, 3, 5]
}

コンパイルして実行すると次のようになります。

kotlinc extension_function.kt -include-runtime -d extension_function.jar
java -jar extension_function.jar
true
false
Hello world
[Hello, Kotlin, World]
3
true
false
120
true
b
null
[1, 3, 5]

よくあるミス1: メンバー関数と同名の拡張関数を定義しても、メンバー関数が優先される。

NG例1 — 同名メンバー関数があると拡張関数は無視される

class Member(val name: String) {
    fun greet() = "名前は ${name}"
}

fun Member.greet() = "拡張関数の greet" // メンバー関数があるため呼ばれない

fun main() {
    val m = Member("item_x")
    println(m.greet()) // 名前は item_x（拡張関数は無視される）
}

拡張関数はメンバー関数を上書きできない。別の名前を付けるか、メンバー関数自体を変更する必要がある。

よくあるミス2: 拡張プロパティにバッキングフィールドを定義しようとするとコンパイルエラーになる。

NG例2 — 拡張プロパティに初期化子を書く

// val String.cachedLength: Int = this.length // コンパイルエラー
// 拡張プロパティは状態を持てないため、初期化子を書けない
val String.cachedLength: Int = this.length

extension_function_ok2.kt

val String.wordCount: Int
    get() = if (isBlank()) 0 else trim().split(Regex("\\s+")).size

fun main() {
    println("sample data test".wordCount) // 3
}

コンパイルして実行すると次のようになります。

kotlinc extension_function_ok2.kt -include-runtime -d extension_function_ok2.jar
java -jar extension_function_ok2.jar
3

よくあるミス3: non-nullable なレシーバーへの拡張関数に『null』を渡すとコンパイルエラーになる。

NG例3 — null を渡せない拡張関数を定義する

fun String.upperFirst(): String = this[0].uppercaseChar() + substring(1)

fun main() {
    val name: String? = null
    // println(name.upperFirst()) // コンパイルエラー: String? を String に渡せない
}

extension_function_ok3.kt

fun String?.safeUpperFirst(): String = this?.let {
    if (it.isEmpty()) it else it[0].uppercaseChar() + it.substring(1)
} ?: ""

fun main() {
    val name: String? = null
    println(name.safeUpperFirst()) // ""（例外なし）
    println("sample".safeUpperFirst()) // Sample
}

コンパイルして実行すると次のようになります。

kotlinc extension_function_ok3.kt -include-runtime -d extension_function_ok3.jar
java -jar extension_function_ok3.jar

Sample

拡張関数はJavaのユーティリティクラス（例: StringUtils.isNotEmpty()）をメソッドのような構文で呼べるようにする仕組みです。コンパイル後は静的関数として展開されるため、実際にクラスを変更したりオーバーライドしたりはしません。

ジェネリクスを使った拡張関数『fun <T> List<T>.xxx()』は型を抽象化した汎用メソッドを追加できます。Kotlinの標準ライブラリ（『map()』『filter()』など）もほとんどが拡張関数として実装されています。

基本的な関数定義はfun 関数の定義を、高階関数については高階関数を参照してください。