object JustOne {
    val n = 2

    fun f() = n * 2

    // this 키워드는 유일한 객체 인스턴스를 가리킴
    fun g() = this.n * 20
}

fun main() {
    // 오류
    // JustOne() 을 이용하여 JustOne 의 새로운 인스턴스 생성 불가
    // val x = JustOne()

    val result1 = JustOne.n
    val result2 = JustOne.f()
    val result3 = JustOne.g()

    println(result1)
    println(result2)
    println(result3)
}

open class Paint(private val color: String) {
    open fun apply() = "apply $color~"
}

// 다른 클래스를 상속한 object
object Acrylic : Paint("Red") {
    override fun apply() = "Acrylic, ${super.apply()}"
}

interface PaintPreparation {
    fun prepare(): String
}

// 다른 인터페이스를 상속한 object
object Prepare : PaintPreparation {
    override fun prepare() = "prepare~"
}

fun main() {
    val result1 = Prepare.prepare()
    val result2 = Paint("Green").apply()
    val result3 = Acrylic.apply()

    println(result1) // prepare~
    println(result2) // apply Green~
    println(result3) // Acrylic, apply Red~
}

object Shared {
    var i: Int = 0
}

fun f() {
    Shared.i += 2
}

fun g() {
    Shared.i += 3
}

fun main() {
    f()
    g()
    println(Shared.i) // 5
}

object Outer {
    // object 안에 내포된 object
    object Nested {
        val a = "Outer.Nested.a"
    }
}

class HasObject {
    // 클래스 안에 내포된 object
    object Nested {
        val a = "HasObject.Nested.a"
    }
}

fun main() {
    println(Outer.Nested.a) // Outer.Nested.a
    println(HasObject.Nested.a) // HasObject.Nested.a
}

class Hotel(private val reception: String) {
    // inner class
    open inner class Room(val id: Int = 1) {
        // Room 을 둘러싼 클래스의 reception 사용
        fun callReception() = "Room $id calling $reception~"
    }

    // 내포된 inner class 이면서 private
    // inner class 인 Room 을 상속하므로 Closet 도 inner class 이어야 함
    // (내포된 클래스는 inner class 를 상속할 수 없음)
    private inner class Closet : Room()

    // 결과를 public 타입인 Room 으로 업캐스트하여 반환해야 함
    fun closet(): Room = Closet()
}

fun main() {
    val aaHotel = Hotel("AAA")

    // inner class 의 인스턴스를 생성하려면 그 inner class 를 둘러싼 클래스의 인스턴스가 필요
    val room = aaHotel.Room(111)
    val result1 = room.callReception()

    println(result1)    // Room 111 calling AAA~

    // 아래와 같은 오류가 뜨면서 컴파일되지 않음
    // Classifier 'Closet' does not have a companion object, and thus must be initialized here

    // val privateCloset = Hotel.Closet()

    val bbHotel = Hotel("BBB")
    val closet = bbHotel.closet()
    val result2 = closet.callReception()

    println(result2)    // Room 1 calling BBB~
}

val Any.name
    get() = this::class.simpleName

class Fruit { // @Fruit 라는 레이블이 암시적으로 붙음
    fun changeColor(color: String) = println("Fruit $color~")

    fun absorbWater(amount: Int) {}

    // Fruit 안에 있는 Seed inner class
    inner class Seed { // @Seed 라는 레이블이 암시적으로 붙음
        fun changeColor(color: String) = println("Seed $color~")

        fun germinate() {}

        fun whichThis() {
            // 디폴트로 (가장 안쪽의) 현재 클래스인 Seed 를 가리킴
            println(this.name) // Seed

            // 명확히 하기 위해 디폴트 this 를 한정시킴
            println(this@Seed.name) // Seed

            // name 이 Fruit 와 Seed 에 다 있으므로 Fruit 를 명시하여 접근
            println(this@Fruit.name) // Fruit

            // 현재 클래스의 inner class 에 @레이블 을 사용하여 접근 불가
            // println(this@DNA.name)
        }

        // Seed inner class 안에 있는 DNS inner class
        inner class DNA {
            fun changeColor(color: String) {
                // changeColor(color) // 재귀 호출이 됨

                this@Seed.changeColor(color)
                this@Fruit.changeColor(color)
            }

            fun plant() {
                // 한정시키지 않고 외부 클래스의 함수 호출 가능
                germinate()
                absorbWater(10)
            }

            // 확장 함수
            fun Int.grow() { // @grow 라는 레이블이 암시적으로 붙음
                // 디폴트는 Int.grow() 로, Int 를 수신 객체로 받음
                println(this.name) // Int

                // @grow 한정은 없어도 됨
                println(this@grow.name) // Int

                // 여기서도 여전히 모든 프로퍼티에 접근 가능
                println(this@DNA.name) // DNA
                println(this@Seed.name) // Seed
                println(this@Fruit.name) // Fruit
            }

            // 외부 클래스에 대한 확장 함수들
            fun Seed.plant() {}

            fun Fruit.plant() {}

            fun witchThis() {
                // 디폴트는 현재 클래스
                println(this.name) // DNA

                // @DNA 한정은 없어도 됨
                println(this@DNA.name) // DNA

                // 다른 클래스 한정은 꼭 명시 필요
                println(this@Seed.name) // Seed
                println(this@Fruit.name) // Fruit
            }
        }
    }
}

// 확장 함수
fun Fruit.grow(amount: Int) {
    absorbWater(amount)

    // Fruit 의 changeColor() 호출
    changeColor("Red") // Fruit Red~
}

// inner class 를 확장한 함수
fun Fruit.Seed.grow(amount: Int) {
    germinate()
    // Seed 의 changeColor() 호출
    changeColor("Red") // Seed Red~
}

// inner class 를 확장한 함수
fun Fruit.Seed.DNA.grow(amount: Int) = amount.grow()

fun main() {
    val fruit = Fruit()
    fruit.grow(3) // Fruit Red~

    val seed = fruit.Seed()
    seed.grow(4) // Seed Red~
    seed.whichThis() // Seed  Seed  Fruit

    val dna = seed.DNA()
    dna.plant()
    dna.grow(5) // Int  Int  DNA  Seed  Fruit
    dna.witchThis() // DNA  DNA  Seed  Fruit
    dna.changeColor("Red") // Seed Red~  Fruie Red~
}

open class Egg {
    private var yolk = Yolk()

    open inner class Yolk {
        // 주생성자
        init {
            println("Egg.Yolk()~")
        }

        open fun f() = println("Egg.Yolk.f()~")
    }

    // 주생성자
    init {
        println("New Egg~")
    }

    fun insertYolk(y: Yolk) {
        yolk = y
    }

    fun g() {
        yolk.f()
    }
}

// Egg 클래스 상속
class BigEgg : Egg() {
    // Egg 의 inner class 인 Yolk 상속
    inner class Yolk : Egg.Yolk() {
        init {
            println("BigEgg.Yolk()~")
        }

        override fun f() = println("BigEgg.Yolk.f()~")
    }

    // 주생성자
    init {
        insertYolk(Yolk())
    }
}

fun main() {
    // Egg.Yolk()~
    // New Egg~
    // Egg.Yolk()~
    // BigEgg.Yolk()~
    // BigEgg.Yolk.f()~
    BigEgg().g()
}

fun interface Pet {
    fun speak(): String
}

object CreatePet {
    fun home() = " home~"

    // dog() 는 Pet 을 상속하면서 speak() 를 오버라이드하는 클래스 반환
    fun dog(): Pet {
        val say = "Bark~"

        // (1) Local inner 클래스
        class Dog : Pet {
            override fun speak() = say + home()
        }
        return Dog()
    }

    fun cat(): Pet {
        val emit = "Meow~"
        // (2) 익명 inner 클래스
        return object : Pet {
            override fun speak() = emit + home()
        }
    }

    fun hamster(): Pet {
        val squeak = "Squeak~"
        // (3) SAM 변환
        return Pet { squeak + home() }
    }
}

fun main() {
    val result1 = CreatePet.dog().speak()
    val result2 = CreatePet.cat().speak()
    val result3 = CreatePet.hamster().speak()

    println(result1)    // Bark~ home~
    println(result2)    // Meow~ home~
    println(result3)    // Squeak~ home~
}

// 단일 추상 메서드 (fun interface)
fun interface Counter {
    fun next(): Int
}

object CounterFactory {
    private var count = 0

    // Counter interface 구현
    // 이름이 붙은 inner 클래스의 인스턴스 반환
    fun new(name: String): Counter {
        // Local inner 클래스
        class Local : Counter {
            // 주생성자
            init {
                println("Local()~")
            }

            override fun next(): Int {
                // 함수의 지역 변수나 외부 객체 프로퍼티에 접근 가능
                println("$name, $count~")
                return count++
            }
        }
        return Local()
    }

    // 익명 inner 클래스 반환
    fun new2(name: String): Counter {
        // 익명 inner 클래스 인스턴스
        return object : Counter {
            init {
                println("Counter()~")
            }

            override fun next(): Int {
                println("$name, $count~~")
                return count++
            }
        }
    }

    // SAM 변환을 사용하여 익명 객체 반환
    fun new3(name: String): Counter {
        println("Counter()~~")
        // SAM 변환
        return Counter {
            println("$name, $count~~~")
            count++
        }
    }
}

fun main() {
    fun aaa(counter: Counter) {
        (0..3).forEach { _ -> counter.next() }
    }

    // Local()~
    // Local inner class, 0~
    // Local inner class, 1~
    // Local inner class, 2~
    // Local inner class, 3~
    val result1 = aaa(CounterFactory.new("Local inner class"))

    // Counter()~
    // Anonymous inner class, 4~~
    // Anonymous inner class, 5~~
    // Anonymous inner class, 6~~
    // Anonymous inner class, 7~~
    val result2 = aaa(CounterFactory.new2("Anonymous inner class"))

    // Counter()~~
    // SAM, 8~~~
    // SAM, 9~~~
    // SAM, 10~~~
    // SAM, 11~~~
    val result3 = aaa(CounterFactory.new3("SAM"))
}

class WithCompanion {
    companion object {
        val i = 3

        fun f() = i * 3
    }

    // 클래스 멤버는 companion object 의 원소에 아무런 한정을 사용하지 않고 접근 가능
    // 만일 companion object 가 아니라 일반 object 였다면 Unresolved reference: i, f() 오류 발생
    fun g() = i + f()
}

// companion object 에 대한 확장 함수
fun WithCompanion.Companion.h() = f() * i

fun main() {
    val wc = WithCompanion()

    val result1 = wc.g()

    // 클래스 밖에서는 companion object 의 멤버를 클래스 이름을 사용하여 참조 가능
    // 만일 companion object 가 아니었다면 클래스 밖에서 object 의 원소 참조 불가
    val result2 = WithCompanion.i

    // 클래스 밖에서는 companion object 의 멤버를 클래스 이름을 사용하여 참조 가능
    // 만일 companion object 가 아니었다면 클래스 밖에서 object 의 원소 참조 불가
    val result3 = WithCompanion.f()
    val result4 = WithCompanion.h()

    println(result1) // 12
    println(result2) // 3
    println(result3) // 9
    println(result4) // 27
}

class WithNamed {
    companion object Aaa {
        fun s() = "from Aaa~"
    }
}

class WithDefault {
    companion object {
        fun s() = "from Default~"
    }
}

fun main() {
    val result1 = WithNamed.s()
    val result2 = WithNamed.Aaa.s()
    val result3 = WithDefault.s()

    // 디폴트 이름은 Companion 임
    val result4 = WithDefault.Companion.s()

    println(result1) // from Aaa~
    println(result2) // from Aaa~
    println(result3) // from Default~
    println(result4) // from Default~
}

class WithObjectProperty {
    companion object {
        private var n: Int = 0 // 메모리 상에 단 하나만 존재
    }

    // companion object 를 둘러싼 클래스에서 companion object 의 private 멤버에 접근 가능
    fun incr() = ++n
}

fun main() {
    val a = WithObjectProperty()
    val b = WithObjectProperty()

    println(a.incr()) // 1
    println(b.incr()) // 2
    println(a.incr()) // 3
}

class CompanionObjectFunctions {
    companion object {
        private var n: Int = 0

        fun incr() = ++n
    }
}

fun main() {
    println(CompanionObjectFunctions.incr())    // 1
    println(CompanionObjectFunctions.incr())    // 2
}

class Counted {
    companion object {
        private var n = 0
    }

    private val id = n++

    override fun toString() = "$id"
}

fun main() {
    val result = List(4) { Counted() }

    println(result) // [0, 1, 2, 3]
}

interface ZI {
    fun f(): String

    fun g(): String
}

// open 으로 되어있어야 다른 곳에서 상속 가능
open class ZIOpen : ZI {
    override fun f() = "ZIOpen.f()~"

    override fun g() = "ZIOpen.g()~"
}

class ZICompanion {
    // ZIOpen 객체를 companion object 로 사용
    companion object : ZIOpen()

    fun u() = println("ZICompanion: ${f()} ${g()}~")
}

// ZIOpen 클래스를 확장하고, 오버라이드 하면서 ZIOpen 객체 생성
class ZICompanionInheritance {
    companion object : ZIOpen() {
        override fun g() = "ZICompanionInheritance.g()~"

        fun h() = "ZICompanionInheritance.h()~"
    }

    fun u() = println("ZICompanionInheritance: ${f()} ${g()} ${h()}")
}

// companion object 를 만들면서 ZI 인터페이스 구현
class ZIClass {
    companion object : ZI {
        override fun f() = "ZIClass.f()~"

        override fun g() = "ZIClass.g()~"
    }

    fun u() = println("ZIClass: ${f()} ${g()}")
}

fun main() {
    ZIClass.f() //
    ZIClass.g() //
    ZIClass().u() // ZIClass: ZIClass.f()~ ZIClass.g()~

    ZICompanion.f() //
    ZICompanion.g() //
    ZICompanion().u() // ZICompanion: ZIOpen.f()~ ZIOpen.g()~~

    ZICompanionInheritance.f() //
    ZICompanionInheritance.g() //
    ZICompanionInheritance().u() // ZICompanionInheritance: ZIOpen.f()~ ZICompanionInheritance.g()~ ZICompanionInheritance.h()~
}

interface ZI1 {
    fun f(): String

    fun g(): String
}

class ZIClosed : ZI1 {
    override fun f() = "ZIClosed.f()~"

    override fun g() = "ZIClosed.g()~"
}

class ZIDelegation {
    // companion object 는 ZI1 인터페이스를 ZIClosed 객체를 사용(by) 하여 구현함
    companion object : ZI1 by ZIClosed()

    fun u() = println("ZIDelegation: ${f()} ${g()}~")
}

// open 이 아닌 ZIClosed 클래스를 위임에 사용하고, 
// 이 위임을 오버라이드하고 확장함
class ZIDelegationInheritance {
    // companion object 는 ZI1 인터페이스를 ZIClosed 객체를 사용(by) 하여 구현함
    companion object : ZI1 by ZIClosed() {
        override fun g() = "ZIDelegationInheritance.g()~"

        fun h() = "ZIDelegationInheritance.h()~"
    }

    fun u() = println("ZIDelegationInheritance: ${f()} ${g()} ${h()}")
}

fun main() {
    ZIDelegation.f() //
    ZIDelegation.g() //
    ZIDelegation().u() // ZIDelegation: ZIClosed.f()~ ZIClosed.g()~~

    ZIDelegationInheritance.f() //
    ZIDelegationInheritance.g() //
    ZIDelegationInheritance().u() // ZIDelegationInheritance: ZIClosed.f()~ ZIDelegationInheritance.g()~ ZIDelegationInheritance.h()~
}

interface ZI2 {
    fun f(): String

    fun g(): String
}

// ZI2 인터페이스에 u() 함수 추가
interface Extended : ZI2 {
    fun u(): String
}

// companion object (디폴트 이름은 Companion) 를 사용하여 ZI2 인터페이스 구현
class Extend : ZI2 by Companion, Extended {
    companion object : ZI2 {
        override fun f() = "Extend.f()~"

        override fun g() = "Extend.g()~"
    }

    override fun u() = "Extend: ${f()}, ${g()}"
}

// Extend 객체를 Extended 로 업캐스트 가능
private fun test(e: Extended): String {
    e.f()
    e.g()
    return e.u()
}

fun main() {
    println(test(Extend())) // Extend: Extend.f()~, Extend.g()~
}

class Numbered2
// Numbered2 의 비공개 생성자
    private constructor(private val id: Int) {
        override fun toString(): String = "$id~"

        companion object Factory1 {
            fun create(size: Int) = List(size) { Numbered2(it) }
        }
    }

fun main() {
    val result1 = Numbered2.create(0)
    val result2 = Numbered2.create(3)

    // Cannot access '<init>': it is private in 'Numbered2
    // val result3 = Numbered2(1)

    println(result1) // []
    println(result2) // [0~, 1~, 2~]
}

class CompanionInit {
    init {
        println("CompanionInit Constructor~")
    }

    companion object {
        init {
            println("Companion Constructor~")
        }
    }
}

fun main() {
    println("before")
    
    // Companion Constructor~
    // CompanionInit Constructor~
    
    CompanionInit()
    println("after 1")
    
    // CompanionInit Constructor~
    CompanionInit()
    println("after 2")
    
    // CompanionInit Constructor~
    CompanionInit()
    println("after 3")
}