第3章 Kotlin语言基础

3.2 声明变量和值

在Kotlin中，一切都是对象。所以，变量也是对象 （即任何变量都是根据引用类型来使用）

变量分为 var（可变的）和 val（不可变的）

尽量在Kotlin中首选使用 val 不变值，好处：可预测的行为、线程安全

3.5 流程控制语句

3.5.2 when表达式

正常格式

fun cases(obj: Any) {
    when (obj) {
        1 -> print("第一项")
        "hello" -> print("这个是字符串hello")
        is Long -> print("这是一个Long类型数据")
        !is String -> print("这不是String类型的数据")
        else -> print("else类似Java中的default")
    }
}

如果我们有很多分支需要相同的方式处理，则可以把多个分支条件放在一起，用逗号分隔

fun switch(x: Any) {
    when (x) {
        -1, 0 -> print("x == -1 or x == 0")
        1 -> print("x == 1")
        2 -> print("x == 2")
        else -> {
           print("x is neither 1 nor 2") 
        }
    }
}

我们可以用任意表达式（而不只是常量）作为分支条件

fun switch(x: Any) {
    val s = "123"
    when (x) {
        -1, 0 -> print("x == -1 or x == 0")
        1 -> print("x == 1")
        2 -> print("x == 2")
        parseInt(s) -> print("x is 123")
        else -> {
           print("x is neither 1 nor 2")
        }
    }
}

我们也可以坚测一个值在in或者不在!in一个区间或者集合中：

val x = 1
val validNumbers = arrayOf(1, 2, 3)
when (x) {
    in 1..10 -> print("x is in the range")
    in validNumbers -> print("x is valid")
    !in 10..20 -> print("x is outside the range")
    else -> print("none of the above")
}

第4章 基本数据类型与类型系统

4.8 类型检测与类型转换

4.8.2 as运算符

as运算符用于执行引用类型的显式类型转换。

如果要转换的类型与指定的类型兼容，转换就会成功进行；

如果类型不兼容，使用as?运算符就会返回值null

第5章 集合类

5.1 集合类是什么

5.1.2 集合类是一种数据结构

编程的本质：数据结构 + 算法（信息的逻辑结构及其基本操作）

5.1.3 连续存储和离散存储

连续存储：数组，操作数据时，根据离首地址的偏移量直接存取相应位置上的数据；
但是在数组中任意位置上插入一个元素，就需要先把后面的元素集体向后移动位置，为其空出存储空间

离散存储：链表，与上面相反

选择：查找较多最好用数组，添加或删除比较多最好选链表。

5.2 Kotlin集合类简介

Kotlin的集合类分：可变集合类（Mutable）与不可变集合类（Immutable）

集合类有3种：list、set、map

5.3 List

有很多扩展函数可以用一用

5.4 Set

5.5 Map

第6章 泛型

协变、逆变、in、out

6.1 泛型（Generic Type）

6.1.1 为什么要有类型参数

由于我们不能笼统地把集合类中所有的对象视作Object，然后在使用的时候各自作强制类转换。

所以，引入类型参数解决这个类型安全使用的问题。

6.2 型变（Variance）

6.2.1 Java的类型通配符

Java泛型的通配符有两种形式。我们使用

• 子类型上界限定符? extends T指定类型参数的上限（该类型必须是类型T或者它的子类型）
• 超类型下界限定符? super T指定类型参数的下限（该类型必须是类型T或者它的父类型）

我们称之为类型通配符（Type Wildcard）。默认的上界（如果没有声明）是Any?下界是Nothing。

示例代码

class Animal {
    public void act(List<? extends Animal> list) {
        for (Animal animal : list) {
            animal.eat();
        }
    }

    public void eat() {
        System.out.println("Eating");
    }
}

示例类型的层次关系，如图

对象层次类图：

集合类泛型层次类图：

List<? extends Animal>是List<Animal>,List<Dog>等的父类型，对于任何的List<X>这里的X只要是Animal的子类型，那么List<? extends Animal>就是List<X>的父类型。

使用通配符List<? extends Animal>的引用，我们不可以往这个List中添加Animal类型以及其子类型的元素。如图，Java编译器是不允许的。

因为对于set方法，编译器无法知道具体的类型，所以会拒绝这个调用。但是，如果是get方法形式的调用，则是允许的：

List<? extends Animal> list1 = new ArrayList<>();
List<Dog> list4 = new ArrayList<>();
list4.add(new Dog());
animal.act(list4);
list1 = list4;
animal.act(list1);

我们这里把引用变量List<? extends Animal> list1直接赋值List<Dog> list4,因为编译器知道可以把返回对象转换为一个Animal类型。

相应的，? super T超类型限定符的变量类型List<? super ShepherDog>的层次结构如下

如果把一个对象为声明、使用两部分的话，

泛型：侧重于类型的声明的代码复用，用于定义内部数据类型的参数化。

通配符：侧重于使用上的代码复用，通配符则用于定义使用的对象类型的参数化。

6.2.2 协变（convariant）与逆变（contravariant）

在Java中数组是协变的，下面的代码可以正确编译：

Integer[] ints = new Integer[3];
ints[0] = 0;
ints[1] = 1;
Number[] numbers = new Number[3];
numbers = ints;
for (Number n : numbers) {
    System.out.println(n);
}

在Java中，因为Integer是Number的子类型，数组类型Integer[]也是Number[]的子类型。

而另一方面，泛型不是协变的。编译器报错提示如下：

使用通配符，任然是报错的：

逆变与协变

Animal类型（简记为F，Father）是Dog类型（简记为C，Child）的父类型，我们简记为F<|C
而List,List的类型，我们记为f(F),f(C)

当F<|C时，如果有f(F)<|f(C),那么f叫做协变（Convariant）;
当F<|C时，如果有f(C)<|f(F)，那么发叫做逆变（Contravariance）

协变和逆变都是类型安全的。

<? extends T>实现了泛型的协变
List<? extends Nubmer> list = new ArrayList<>()

这里? extends Number表示是Number类或其子类，即表示类型的上界为Number，简记为C
这里C<|Number，这个关系成立：List<C> <| List<Number>。即：

List<? extends Nubmer> list1 = new ArrayList<Interger>()
List<? extends Nubmer> list2 = new ArrayList<Float>()

但这里不能向list1、list2添加null以外的任意对象

list1.add(null)

list1.add(new Integer(1)); //error
list2.add(new Float(2)); //error

为了保护类型一致，禁止向List<? extends Number>添加任意对象，不过可以添加null

<? super T>实现了泛型的逆变
List<? super Nubmer> list = new ArrayList<>()

? super Number通配符表示Number类或其父类，即表示的类型下界为Number。这里的父类型是? super Number，子类型C是Number。即当F<|C,有f(C)<|f(F)，这就是逆变

PECS:producer-extends,consumer-super, Get and Put Principle.

6.3 Kotlin的泛型特色

Kotlin引入生产者和消费者的概念，即前面讲的PECS。
生产者是我们去读取数据的对象，消费者是我们写入数据的对象

6.3.1 out T和in T

Kotlin，只能保证读取数据时类型安全的对象叫做生产者，用out T标记，
只能保证写入数据安全时类型安全的对象叫做消费者，用in T标记

可以这么记

out T等价于? extens T``in T等价于? super T,此外，还有*等价于?

第7章 面向对象编程（OOP）

7.9 单例模式(Singleton)与伴生对象(companion object)

7.9.2 object对象

kotlin中没有静态属性和方法，但是也提供了实现类似于单例的功能，我们可以使用关键字object声明一个object对象

object AdminUser {
    val username: String = "admin"
    val password: String = "admin"
    fun getTimestamp() = SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmss").format(Date())
    fun md5Password() = EncoderByMd5(password + getTimestamp())
}

为了更加直观的了解object对象的概念，我们把上面的object User的代码反编译成Java代码：

public final class User {
   @NotNull
   private static final String username = "admin";
   @NotNull
   private static final String password = "admin";
   public static final User INSTANCE;

   @NotNull
   public final String getUsername() {
      return username;
   }

   @NotNull
   public final String getPassword() {
      return password;
   }

   private User() {
      INSTANCE = (User)this;
      username = "admin";
      password = "admin";
   }

   static {
      new User();
   }
}

从上面的反编译代码，我们可以直观了解Kotlin的object背后的一些原理。

7.13 委托（Delegation）

7.13.2 类的委托（Class Delegation）

就像支持单例模式的object对象一样，Kotlin 在语言层面原生支持委托模式。

interface Subject {
    fun hello()
}

class RealSubject(val name: String) : Subject {
    override fun hello() {
        val now = Date()
        println("Hello, REAL $name! Now is $now")
    }
}

class ProxySubject(val sb: Subject) : Subject by sb {
    override fun hello() {
        println("Before ! Now is ${Date()}")
        sb.hello()
        println("After ! Now is ${Date()}")
    }
}

fun main(args: Array<String>) {
    val subject = RealSubject("World")
    subject.hello()
    println("-------------------------")
    val proxySubject = ProxySubject(subject)
    proxySubject.hello()
}

在这个例子中，委托代理类ProxySubject继承接口Subject，并将其所有共有的方法委托给一个指定的对象sb:

class ProxySubject(val sb: Subject) : Subject by sb 

ProxySubject的超类型Subject中的by sb表示sb将会在ProxySubject中内部存储。

(注：对这个还不是很理解，自测了下，加不加by sb，log都一样)

7.13.3 委托属性（Delegated Properties）

通常对于属性类型，我们是在每次需要的时候手动声明它们：

class NormalPropertiesDemo {
    var content: String = "NormalProperties init content"
}

那么这个content属性将会很“呆板”。属性委托赋予属性富有变化的活力。

例如:

• 延迟属性（lazy properties）: 其值只在首次访问时计算
• 可观察属性（observable properties）: 监听器会收到有关此属性变更的通知
• 把多个属性储存在一个映射（map）中，而不是每个存在单独的字段中。

第8章 函数式编程（FP）

第9章 轻量级线程：协程

9.1 协程简介

协程提供了一种避免阻塞线程并用更简单、更可控的操作替代线程阻塞的方法：协程挂起。

协程主要是让原来要使用“异步+回调方式”写出来的复杂代码, 简化成可以用看似同步的方式写出来（对线程的操作进一步抽象）。

9.13 协程与线程比较

区别：协程是编译器级的，而线程是操作系统级的。

协程是用户空间下的线程。

线程是抢占式的，而协程是非抢占式的。

线程是协程的资源。

9.14 协程的好处

协程依靠user-space调度，而线程、进程则是依靠kernel来进行调度。
线程、进程间切换都需要从用户态进入内核态，而协程的切换完全是在用户态完成，且不像线程进行抢占式调度，协程是非抢占式的调度。

协程的程序只在用户空间内切换上下文，不再陷入内核来做线程切换，这样可以避免大量的用户空间和内核空间之间的数据拷贝，降低了CPU的消耗。

使用协程，我们不再需要像异步编程时写那么一堆callback函数，代码结构不再支离破碎，整个代码逻辑上看上去和同步代码没什么区别，简单，易理解，优雅。

9.15 协程的内部机制

9.15.1 基本原理

协程完全通过编译技术实现(不需要来自 VM 或 OS 端的支持)，挂起机制是通过状态机来实现，其中的状态对应于挂起调用。

第10章 Kotlin与Java操作

Java调用Kotlin

Java可以调用Kotlin代码，但是要多用一些注解语法。

@JvmName 注解修改生成的Java类的类名 （不建议修改，推荐Kotlin默认的命名生成规则）

@JvmField 注解标注Kotlin中的属性字段，表示这个一个实例字段，不会生成getters/setter方法

@JvmStatic 注解静态方法，在相应的类中生成静态方法

这些注解语法是编译器为了更加方便Java调用Kotlin代码提供的一些技巧，使在Java中调用Kotlin代码更加自然优雅些。

JvmOverloads注解，生成额外的重载函数给Java调用

Throws(Exception::class)，让Kotlin的异常变成受检的，让Java编译器可以检查到。（在Kotlin中，所有异常都是非受检的，在运行时，这个异常还是抛出来的）

Kotlin与Java对比

打印日志

• Java

System.out.print("Java");
System.out.println("Java");

• Kotlin

print("Kotlin")
println("Kotlin")

其实，Kotlin中的println函数是一个内联函数，它其实就是通过封装java.lang.System类的System.out.println来实现的。

@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun print(message: Any?) {
    System.out.print(message)
}

常量与变量

• Java

String name = "KotlinVSJava";
final String name = "KotlinVSJava";

• Kotlin

var name = "KotlinVSJava"
val name = "KotlinVSJava"

null声明

• Java

String otherName;
otherName = null;

• Kotlin

var otherName : String?
otherName = null

空判断

• Java

if (text != null) {
    int length = text.length();
}

• Kotlin

text?.let {
    val length = text.length
}
// 或者
val length = text?.length

在Kotlin中，我们只使用一个问号安全调用符号就省去了Java中烦人的if - null 判断。

字符串拼接

• Java

String firstName = "Jack";
String lastName = "Chen";
String message = "My name is: " + firstName + " " + lastName;

• Kotlin

val firstName = "Jack"
val lastName = "Chen"
val message = "My name is: $firstName $lastName"

Kotlin中使用$和${}（花括号里面是表达式的时候）占位符来实现字符串的拼接，这个比在Java中每次使用加号来拼接要方便许多。

换行

• Java

String text = "First Line\n" +
              "Second Line\n" +
              "Third Line";

• Kotlin

val text = """
        |First Line
        |Second Line
        |Third Line
        """.trimMargin()

三元表达式

• Java

String text = x > 5 ? "x > 5" : "x <= 5";

• Kotlin

val text = if (x > 5)
              "x > 5"
           else "x <= 5"

操作符

• java

final int andResult  = a & b;
final int orResult   = a | b;
final int xorResult  = a ^ b;
final int rightShift = a >> 2;
final int leftShift  = a << 2;

• Kotlin

val andResult  = a and b
val orResult   = a or b
val xorResult  = a xor b
val rightShift = a shr 2
val leftShift  = a shl 2

类型判断和转换（显式）

• Java

if (object instanceof Car) {
}
Car car = (Car) object;

• Kotlin

if (object is Car) {
}
var car = object as Car

类型判断和转换 (隐式)

• Java

if (object instanceof Car) {
   Car car = (Car) object;
}

• Kotlin

if (object is Car) {
   var car = object // Kotlin智能转换
}

Kotlin的类型系统具备一定的类型推断能力，这样也省去了不少在Java中类型转换的样板式代码。

Range区间

• Java

if (score >= 0 && score <= 300) { }

• Kotlin

if (score in 0..300) { }

更灵活的case语句

• Java

    public String getGrade(int score) {
        String grade;
        switch (score) {
            case 10:
            case 9:
                grade = "A";
                break;
            case 8:
            case 7:
            case 6:
                grade = "B";
                break;
            case 5:
            case 4:
                grade = "C";
                break;
            case 3:
            case 2:
            case 1:
                grade = "D";
                break;
            default:
                grade = "E";
        }
        return grade;
    }

• Kotlin

fun getGrade(score: Int): String {
    var grade = when (score) {
        9, 10 -> "A"
        in 6..8 -> "B"
        4, 5 -> "C"
        in 1..3 -> "D"
        else -> "E"
    }
    return grade
}

for循环

• Java

for (int i = 1; i <= 10 ; i++) { }
for (int i = 1; i < 10 ; i++) { }
for (int i = 10; i >= 0 ; i--) { }
for (int i = 1; i <= 10 ; i+=2) { }
for (int i = 10; i >= 0 ; i-=2) { }
for (String item : collection) { }
for (Map.Entry<String, String> entry: map.entrySet()) { }

• Kotlin

for (i in 1..10) { }
for (i in 1 until 10) { }
for (i in 10 downTo 0) { }
for (i in 1..10 step 2) { }
for (i in 10 downTo 1 step 2) { }
for (item in collection) { }
for ((key, value) in map) { }

更方便的集合操作

• Java

final List<Integer> listOfNumber = Arrays.asList(1, 2, 3, 4);
final Map<Integer, String> map = new HashMap<Integer, String>();
map.put(1, "Jack");
map.put(2, "Ali");
map.put(3, "Mindorks");

• Kotlin

val listOfNumber = listOf(1, 2, 3, 4)
val map = mapOf(1 to "Jack", 2 to "Ali", 3 to "Mindorks")

遍历

• Java

// Java 7 
for (Car car : cars) {
  System.out.println(car.speed);
}
// Java 8+
cars.forEach(car -> System.out.println(car.speed));
// Java 7 
for (Car car : cars) {
  if (car.speed > 100) {
    System.out.println(car.speed);
  }
}
// Java 8+
cars.stream().filter(car -> car.speed > 100).forEach(car -> System.out.println(car.speed));

• Kotlin

cars.forEach {
    println(it.speed)
}
cars.filter { it.speed > 100 }
      .forEach { println(it.speed)}

方法(函数)定义

• Java

void doSomething() {
   // 实现
}
void doSomething(int... numbers) {
   // 实现
}

• Kotlin

fun doSomething() {
   // 实现
}
fun doSomething(vararg numbers: Int) {
   // 实现
}

带返回值的方法（函数）

• Java

int getScore() {
   // logic here
   return score;
}

• Kotlin

fun getScore(): Int {
   // logic here
   return score
}
// 单表达式函数
fun getScore(): Int = score

另外，Kotlin中的函数是可以直接传入函数参数，同时可以返回一个函数类型的。

constructor 构造器

• Java

public class Utils {
    private Utils() { 
      // 外部无法来调用实例化
    }
    
    public static int getScore(int value) {
        return 2 * value;
    }
    
}

• Kotlin

class Utils private constructor() {
    companion object {
    
        fun getScore(value: Int): Int {
            return 2 * value
        }
        
    }
}
// 或者直接声明一个object对象
object Utils {
    fun getScore(value: Int): Int {
        return 2 * value
    }
}

JavaBean与Kotlin数据类

这段Kotlin中的数据类的代码：

data class Developer(val name: String, val age: Int)

对应下面这段Java实体类的代码：

• Java

public final class Developer {
   @NotNull
   private final String name;
   private final int age;
   @NotNull
   public final String getName() {
      return this.name;
   }
   public final int getAge() {
      return this.age;
   }
   public Developer(@NotNull String name, int age) {
      Intrinsics.checkParameterIsNotNull(name, "name");
      super();
      this.name = name;
      this.age = age;
   }
   @NotNull
   public final String component1() {
      return this.name;
   }
   public final int component2() {
      return this.age;
   }
   @NotNull
   public final Developer copy(@NotNull String name, int age) {
      Intrinsics.checkParameterIsNotNull(name, "name");
      return new Developer(name, age);
   }
   // $FF: synthetic method
   // $FF: bridge method
   @NotNull
   public static Developer copy$default(Developer var0, String var1, int var2, int var3, Object var4) {
      if((var3 & 1) != 0) {
         var1 = var0.name;
      }
      if((var3 & 2) != 0) {
         var2 = var0.age;
      }
      return var0.copy(var1, var2);
   }
   public String toString() {
      return "Developer(name=" + this.name + ", age=" + this.age + ")";
   }
   public int hashCode() {
      return (this.name != null?this.name.hashCode():0) * 31 + this.age;
   }
   public boolean equals(Object var1) {
      if(this != var1) {
         if(var1 instanceof Developer) {
            Developer var2 = (Developer)var1;
            if(Intrinsics.areEqual(this.name, var2.name) && this.age == var2.age) {
               return true;
            }
         }
         return false;
      } else {
         return true;
      }
   }
}