访问规则

扩展的修饰符

扩展本身不能使用修饰符修饰。

例如，下面的例子中对 A 的直接扩展前使用了 public 修饰，将编译报错。

public class A {}

public extend A {}  // Error, expected no modifier before extend

扩展成员可使用的修饰符有：static、public、protected、internal、private、mut。

使用 private 修饰的成员只能在本扩展内使用，外部不可见。
使用 internal 修饰的成员可以在当前包及子包（包括子包的子包）内使用，这是默认行为。
使用 protected 修饰的成员在本模块内可以被访问（受导出规则限制）。当被扩展类型是 class 时，该 class 的子类定义体内也能访问。
使用 static 修饰的成员，只能通过类型名访问，不能通过实例对象访问。
对 struct 类型的扩展可以定义 mut 函数。

package p1

public open class A {}

extend A {
    public func f1() {}
    protected func f2() {}
    private func f3() {}
    static func f4() {}
}

main() {
    A.f4()
    var a = A()
    a.f1()
    a.f2()
}

扩展内的成员定义不支持使用 open、override、redef 修饰。

class Foo {
    public open func f() {}
    static func h() {}
}

extend Foo {
    public override func f() {} // Error
    public open func g() {} // Error
    redef static func h() {} // Error
}

扩展的孤儿规则

为一个其它 package 的类型实现另一个 package 的接口，可能造成理解上的困扰。

为了防止一个类型被意外实现不合适的接口，仓颉不允许定义孤儿扩展，指的是既不与接口（包含接口继承链上的所有接口）定义在同一个包中，也不与被扩展类型定义在同一个包中的接口扩展。

如下代码所示，我们不能在 package c 中，为 package a 里的 Foo 实现 package b 里的 Bar。

我们只能在 package a 或者在 package b 中为 Foo 实现 Bar。

// package a
public class Foo {}

// package b
public interface Bar {}

// package c
import a.Foo
import b.Bar

extend Foo <: Bar {} // Error

扩展的访问和遮盖

扩展的实例成员与类型定义处一样可以使用 this，this 的功能保持一致。同样也可以省略 this 访问成员。扩展的实例成员不能使用 super。

class A {
    var v = 0
}

extend A {
    func f() {
        print(this.v) // Ok
        print(v) // Ok
    }
}

扩展不能访问被扩展类型中 private 修饰的成员。

class A {
    private var v1 = 0
    protected var v2 = 0
}

extend A {
    func f() {
        print(v1) // Error
        print(v2) // Ok
    }
}

扩展不能遮盖被扩展类型的任何成员。

class A {
    func f() {}
}

extend A {
    func f() {} // Error
}

扩展也不允许遮盖其它扩展增加的任何成员。

class A {}

extend A {
    func f() {}
}

extend A {
    func f() {} // Error
}

在同一个包内，对同一类型可以扩展多次，并且在扩展中可以直接调用被扩展类型的其他扩展中非 private 修饰的函数。

class Foo {}

extend Foo { // OK
    private func f() {}
    func g() {}
}

extend Foo { // OK
    func h() {
        g() // OK
        f() // Error
    }
}

扩展泛型类型时，可以使用额外的泛型约束。泛型类型的任意两个扩展之间的可见性规则如下：

如果两个扩展的约束相同，则两个扩展相互可见，即两个扩展内可以直接使用对方内的函数或属性；
如果两个扩展的约束不同，且两个扩展的约束有包含关系，约束更宽松的扩展对约束更严格的扩展可见，反之，不可见；
当两个扩展的约束不同时，且两个约束不存在包含关系，则两个扩展均互相不可见。

示例：假设对同一个类型 E<X> 的两个扩展分别为扩展 1 和扩展 2 ，X 的约束在扩展 1 中比扩展 2 中更严格，那么扩展 1 中的函数和属性对扩展 2 均不可见，反之，扩展 2 中的函数和属性对扩展 1 可见。

open class A {}
class B <: A {}
class E<X> {}

interface I1 {
    func f1(): Unit
}
interface I2 {
    func f2(): Unit
}

extend<X> E<X> <: I1 where X <: B {  // extension 1
    public func f1(): Unit {
        f2() // OK
    }
}

extend<X> E<X> <: I2 where X <: A   { // extension 2
    public func f2(): Unit {
        f1() // Error
    }
}

扩展的导入导出

扩展也是可以被导入和导出的，但是扩展本身不能使用 public 修饰，扩展的导出有一套特殊的规则。

对于直接扩展，只有当扩展与被扩展的类型在同一个包中，并且被扩展的类型和扩展中添加的成员都使用 public 或 protected 修饰时，扩展的功能才会被导出。

除此以外的直接扩展均不能被导出，只能在当前包使用。

如以下代码所示，Foo 是使用 public 修饰的类型，并且 f 与 Foo 在同一个包内，因此 f 会跟随 Foo 一起被导出。而 g 和 Foo 不在同一个包，因此 g 不会被导出。

// package a

public class Foo {}

extend Foo {
    public func f() {}
}

// package b
import a.*

extend Foo {
    public func g() {}
}

// package c
import a.*
import b.*

main() {
    let a = Foo()
    a.f() // OK
    a.g() // Error
}

对于接口扩展则分为两种情况：

如果接口扩展和被扩展类型在同一个包，但接口是来自导入的，只有当被扩展类型使用 public 修饰时，扩展的功能才会被导出。
如果接口扩展与接口在同一个包，则只有当接口是使用 public 修饰时，扩展的功能才会被导出。

如下代码所示，Foo 和 I 都使用了 public 修饰，因此对 Foo 的扩展就可以被导出。

// package a

public class Foo {}

public interface I {
    func g(): Unit
}

extend Foo <: I {
    public func g(): Unit {}
}

// package b
import a.*

main() {
    let a: I = Foo()
    a.g()
}

与扩展的导出类似，扩展的导入也不需要显式地用 import 导入，扩展的导入只需要导入被扩展的类型和接口，就可以导入可访问的所有扩展。

如下面的代码所示，在 package b 中，只需要导入 Foo 就可以使用 Foo 对应的扩展中的函数 f。

而对于接口扩展，需要同时导入被扩展的类型和扩展的接口才能使用，因此在 package c 中，需要同时导入 Foo 和 I 才能使用对应扩展中的函数 g。

// package a
public class Foo {}
extend Foo {
    public func f() {}
}

// package b
import a.Foo

public interface I {
    func g(): Unit
}
extend Foo <: I {
    public func g() {
        this.f() // OK
    }
}

// package c
import a.Foo
import b.I

func test() {
    let a = Foo()
    a.f() // OK
    a.g() // OK
}