你已經知道如何為類創建單例對象（singleton）。不過，在很多情況下，你只需要為某個類維護一個單例，這時候使用類的完整名字會顯得冗長。比如，你可能只需要存儲一個公共的屬性。這種情況下，可以用 Kotlin 的另一個特性 —— companion object（伴生對象）。

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伴生對象（Companion object）

在一個類內部，可以聲明一個用 companion 關鍵字標記的對象：

class Player(val id: Int) {companion object Properties {/* 默認玩家速度 - 每回合移動 7 格 */val defaultSpeed = 7fun calcMovePenalty(cell: Int): Int {/* 計算移動速度的懲罰 */}}
}/* 輸出 7 */
println(Player.Properties.defaultSpeed)

解釋：
伴生對象是綁定在外部類上的單例，必須通過外部類訪問它。它表明該對象與外部類有緊密聯系。比如，可以把所有玩家的默認速度存在 Player 類的伴生對象里。每個 Player 實例都會持有伴生對象的引用，訪問時都會得到這個唯一實例。

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省略伴生對象名字

我們也可以不給伴生對象命名，這樣訪問時更加簡潔：

class Player(val id: Int) {companion object {val defaultSpeed = 7fun calcMovePenalty(cell: Int): Int {/* 計算移動懲罰 */}}
}/* 輸出 7 */
println(Player.defaultSpeed)

解釋：
省略名字后，仍然可以通過外部類直接訪問伴生對象的成員。如果需要，也可以用默認名字 Companion 訪問：

/* 依然輸出 7 */
println(Player.Companion.defaultSpeed)

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伴生對象與外部類

伴生對象與外部類聯系非常緊密。在外部類中，可以直接使用伴生對象的屬性和方法：

class Deck {companion object {val size = 10val height = 2fun volume(bottom: Int, height: Int) = bottom * height}val square = size * size             // 100val volume = volume(square, height)  // 200
}

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同名屬性的遮蔽（Shadowing）

如果外部類中有與伴生對象同名的屬性，會“遮蔽”伴生對象的同名屬性：

class Deck {companion object {val size = 10}val size = 2val square = size * size // 4，使用的是外部類的 size
}

如果想訪問伴生對象的 size，需要明確使用伴生對象的名字：

class Deck {companion object {val size = 10}val size = 2val square = Companion.size * Companion.size // 100
}

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伴生對象不能訪問外部類實例成員

和嵌套對象類似，伴生對象不能訪問外部類的實例屬性和方法：

class Deck() {val size = 2object Properties {val defaultSize = size // 錯誤，無法訪問外部類的實例變量}
}

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伴生對象的限制

• 每個類最多只能有一個伴生對象，即使起不同名字也不行：

class BadClass {companion object Properties {}companion object Factory {}
}
// 編譯錯誤：每個類只能有一個伴生對象

• 可以有一個伴生對象，同時擁有多個嵌套對象：

class Player(val id: Int) {companion object Properties {val defaultSpeed = 7fun calcMovePenalty(cell: Int): Int {// ...}}object Factory {fun create(playerId: Int): Player {return Player(playerId)}}
}println(Player.Properties.defaultSpeed) // 7
println(Player.defaultSpeed)             // 7
println(Player.Factory.create(13).id)   // 13

• 伴生對象不能定義在另一個單例對象或伴生對象內部，因為這會違反全局訪問的原則：

object OuterSingleton {companion object InnerSingleton { // 編譯錯誤，伴生對象不能嵌套在對象中}
}

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與其他語言的對比

如果你來自其他語言，可能會覺得伴生對象有點陌生。它類似于 Java 或 C++ 中的 static 成員，static 表示成員屬于類本身，而不是實例。比如，Java 中：

class Dog {public static int numOfPaws = 4;public static String createSound() {return "WUF-WUF";}
}/* 輸出 WUF-WUF */
System.out.println(Dog.createSound());

Kotlin 沒有 static 關鍵字，推薦用伴生對象來實現類似功能：

class Dog {companion object {val numOfPaws: Int = 4fun createSound(): String = "WUF-WUF"}
}/* 輸出 WUF-WUF */
println(Dog.createSound())

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總結

• 伴生對象是和類緊密關聯的單例對象。

• 它是組織類級別數據和方法的好方式。

• 在外部類中可以直接訪問伴生對象的成員，反之則不行。

• 每個類只能有一個伴生對象。

• 它是 Kotlin 中實現類靜態成員的推薦做法。