学习Kotlin编程语言

Kotlin是世界各地的Android开发者广泛使用的一种编程语言。本主题可充当Kotlin速成课程，能够帮助您快速上手。

变量声明

Kotlin使用两个不同的关键字（即val和var）来声明变量。

• val用于值不可更改的变量。您不能为使用val声明的变量重新赋值。
• var用于值可以更改的变量。

在一下示例中，cout是一个Int类型的变量，为其赋予的初始值为10：

var count: Int = 10

Int是一种表示整数的类型，它是可以在Kotlin中表示的众多数值类型之一。与其他语言类似，您也可以使用Byte、Short、Long、Float和Double，具体取决于您的数值数据。

var关键字表示您可以根据需要为count重新赋值。例如，您可以将count的值从10更改为15：

var count: Int = 10
count = 15

不过，有些值不应更改。假设有一个名为languageName的String。如果您要确保languageName的值始终为“Kotlin”，则可以使用val关键字来声明languageName：

val languageName: String = "Kotlin"

通过这些关键字，您可以明确指出哪些变量的值可以更改，您可以根据需要加以利用。如果变量引用必须可重新赋值，则将其声明为var。否则，请使用val。

类型推断

接着前面的示例来讲，当您为languageName赋予初始值时，Kotlin编译器可根据所赋值的类型来推断类型。

由于“Kotlin”的值的类型为String，因此编译器推断languageName也为String。请注意，Kotlin是一种静态语言。这意味着，类型在编译时解析且从不改变。

在以下示例中，languageName推断为String，因此您无法对其调用任何不属于String类的函数：

val languageName = "Kotlin"
val upperCaseName = languageName.toUpperCase()

// Fails to compile.
languageName.inc()

toUpperCase()是一个只能对String类型的变量调用的函数。由于Kotlin编译器已将languageName推断为String，因此您可以安全地调用toUpperCase()。不过，inc()是一个Int运算符函数，因此无法对String调用它。利用Kotlin的类型推断，您既能确保代码见解，又能确保类型安全。

Null安全

在某些语言中，可以声明引用类型变量而不明确提供初始值。在这些情况下，变量通常包含null值。默认情况下，Kotlin变量不能持有null值。这意味着以下代码段无效：

// Fails to compile
val languageName: String = null

要使变量持有null值，它必须是可为null类型。您可以再变量类型后面加上?后缀，将变量指定可为null，如下示例所示：

val languageName: String? = null

指定String?类型后，您可以为languageName赋予String值或null。

您必须小心处理可为null的变量，否则可能会出现可怕的NullPointerException。例如，在Java中，如果您尝试对null值调用方法，您的程序会发生崩溃。

Kotlin提供了多种极致类安全地处理可为null的变量。如需了解详情，请参阅Android平台中常见的Kotlin模式：可为null性。

条件语句

Kotlin提供了几种用来实现条件逻辑的机制，其中最常见的是if-else语句。如果if关键字后面括在圆括号内的表达式求值为true，则会执行该分支中的代码（即，紧跟在后面的括在大括号内的代码）。否则，会执行else分支中的代码。

if (count == 42) {
    println("I have the answer.")
} else {
    println("The answer eludes me.")
}

您可以使用else if表示多个条件。这样，您就可以再耽搁条件语句中表示更精细且复杂的逻辑，如以下示例所示：

if (count == 42) {
    println("I have the answer.")
} else if (count > 35) {
    println("The answer is close.")
} else {
    println("The answer eludes me.")
}

条件语句对于表示有状态的逻辑很实用，但您可能会发现，编写这些语句时会重复。在上面的示例中，就是在每个分支中输出一个String。为了避免这种重复，Kotlin提供了条件表达式。最后一个示例可以重新编写如下：

val answerstring: String = if (count == 42) {
    "I have the answer"
} else if (count > 35) {
    "The answer is close."
} else {
    "The answer eludes me."
}

println(answerString)

每个条件分支都隐式地返回其最后一行上的表达式的结果，因此您无需使用return关键字。由于全部三个分支的结果都是String类型，因此if-else表达式的结果也是String类型。在本例中，根据if-else表达式的结果为answerStrig赋予了一个初始值。可以利用类型推断来省略answerString的显示类型声明，但为了清楚起见，通常最好添加该声明。

！！！ 注意：Kotlin不包含传统的三元运算符，而是倾向于使用条件表达式。

随着条件语句的复杂性不断增加，您可以考虑将if-else表达式替换为when表达式，如下所示：

val answerString = when {
    count == 42 -> "I have the answer."
    coutn > 35 -> "The answer is close."
    else -> "The answer eludes me."
}

println(answerString)

when表达式中的每个分支都由一个条件、一个箭头（->）和一个结果来表示。如果箭头左侧的条件求值为true，则会返回右侧的表达式结果。请注意，执行并不是从一个分支跳转到下一个分支。when表达式示例中的代码在功能上与上一个示例中的代码等效，但可以说更易读。

Kotlin的条件语句彰显了它的一项更强大的功能，即智能类型转换。您不必使用安全调用运算符或非null断言运算符来处理可为null的值，而是可以使用条件语句来检查变量是否包含对null值的引用。如以下示例所示：

va languageName: String? = null
if (language != null) {
    // No need to write languageName?.toUpperCase()
    println(languageName.toUpperCase())
}

在条件分支中，languageName可能会被视为不可为null。Kotlin非常智能，能够明白执行分支的条件是languageName不持有null值，因此您不必在该分支中将languageName视为可为null。这种智能类型转换适用于null检查、类型检查，或符合约定的任何条件。

函数

您可以将一个或多个表达式归入一个函数。您可以将相应的表达式封装在一个函数中并调用该函数，而不必在每次需要某个结果时都重复同一系列的表达式。

要声明函数，请使用fun关键字，后跟函数名称。接下来，定义函数接受的输入类型（如果有），并声明它返回的输出类型。函数的主体用于定义在调用函数时的表达式。

以前面的示例为基础，下面给出了一个完整的Kotlin函数：

fun generateAnswerString(): String {
    val answerString = if (count == 42) {
        "I have the answer."
    } else {
        "The answer eludes me."
    }
    
    return answerString
}

上面示例中的函数名为generateAnswerString。它不接受任何输入。它会输出String类型的结果。要调用函数，请使用函数名称，后跟调用运算符（()）。在下面的示例中，使用generateAnswerString()的结果对answerString变量进行了初始化。

val answerString = generateAnswerString()

函数可以接受参数输入，如以下示例所示：

fun generateAnswerString(countThreshold: Int): String {
    val answerString = if (count > countThreshold) {
        "I have the answer."
    } else {
        "The answer eludes me."
    }
    
    return answerString
}

在声明函数时，您可以指定任意数量的参数及其类型。在上面的示例中国，generateAnswerString()接受一个名为countThreshold且类型为Int的参数。在函数中，您可以使用参数的名称来引用参数。

调用此函数时，您必须在函数调用的圆括号内添加一个参数：

val answerString = generateAnswerString(42)

简化函数声明

generateAnswerString()是一个相当简单的函数。该函数声明一个变量，然后立即返回结果。从函数返回单个表达式的结果时，您可以通过直接返回函数中包含的if-else表达式的结果来跳过声明局部变量，如以下示例所示：

fun generateAnswerString(countThreshold: Int): String {
    return if (count > countThreshold) {
        "I have the answer."
    } else {
        "The answer eludes me."
    }
}

您还可以将return关键字替换为赋值运算符：

fun generateAnswerString(countThreshold: Int): String = if (count > countThreshold) {
    "I have the answer"
} else {
    "The answer eludes me."
}

匿名函数

并非每个函数都需要一个名称。某些函数由其输入和输出更直接地进行标识。这些函数成为“匿名函数”。您可以保留对某个匿名函数的引用，以便日后使用此引用来调用该匿名函数。与其他引用类型一样，您也可以在应用中传递引用。

val stringLengthFunc: (String) -> Int = { input ->
    input.length
}

与命名函数一样，匿名函数也可以包含任意数量的表达式。函数的返回值是最终表达式的结果。

在上面的示例中，stringLengthFunc包含对一个匿名函数的引用，该函数将String当做输入，并将输入String的长度作为Int类型的输出返回。因此，该函数的类型表示为(String) -> Int。不过，此代码不会调用该函数。要检索该函数的结果，您必须像调用命名函数一样调用该函数。调用stringLengthFunc时，您必须提供String，如以下示例所示：

val stringLengthFunc: (String) -> Int = { input ->
    input.length
}
val stringLength: Int = stringLenghtFunc("Android")

高阶函数

一个函数可以将另一个函数当做参数。将其他函数用作参数的函数称为“高阶函数”。此模式对组件之间的通信（其方式与在Java中使用回调接口相同）很有用。

下面是一个高阶函数的示例：

fun stringMapper(str: String, mapper: (String) -> Int): Int {
    // Invoke function
    return mapper(str)
}

stringMapper()函数接受一个String以及一个函数，该函数根据您传递给它的String来推导Int值。

要调用stringMapper()，您可以传递一个String和满足其他输入参数的函数（即，将String当做输入并输出Int的函数），如以下示例所示：

stringMapper("Android", {inout ->
    input.length
})

如果匿名函数是在某个函数上定义的最后一个参数，则您可以在用于调用该函数的圆括号之外传递它，如以下示例所示：

stringMapper("Android") { input ->
    input.length
}

您可以在整个Kotlin标准库中找到匿名函数。如需了解详情，请参阅高阶函数和Lambda。

类

到目前为止提到的所有类型都内置在Kotlin编程语言中。如果您想要添加自己的自定义类型，可以使用class关键字来定义类，如以下示例所示：

class Car

属性

类使用属性来表示状态。属性是类级变量，可以包含getter、setter和后备字段。由于汽车需要轮子来驱动，因此您可以添加Wheel对象的列表作为Car的属性，如以下示例所示：

class Car {
    val wheels = listOf<Wheel>()
}

请注意，wheels是一个public val，这意味着，可以从Car类外部访问wheels，并且不能为其重新赋值。如果要获取Car的实例，您必须先调用其构造函数。这样一来，您便可以访问它的任何可访问属性。

val car = Car() // construct a Car
val wheels = car.wheels // retrieve the wheels value from the Car

如果要自定义轮子，您可以定义一个自定义构造函数，用来制定如何初始化类属性：

class Car(val wheels: List<Wheel>)

在上面的示例中，类构造函数将List<Wheel>当做构造函数参数，并使用该参数来初始化其wheels属性。

类函数和封装

类使用函数对行为建模。函数可以修改状态，从而帮助您只公开希望公开的数据。这种访问控制机制属于一个更大的面向对象的概念（称为“封装”）。

在一下示例中，doorLock属性对Car类外部的一切都不公开。要解锁汽车，您必须调用onlockDoor()函数并传入有效的“钥匙”，如以下示例所示：

class Car(val wheels: List<Wheel>) {
    private val doorLock: DoorLock = ...
    
    fun unlockDoor(key: Key): Boolean {
        // Return true if key is valid for door lock, false otherwise
    }
}

如果您想要自定义属性的引用方式，则可以提供自定义的getter和setter。例如，如果您想要公开属性的getter而限制访问其setter，则可以将该setter指定为private：

class Car(val wheels: List<Wheel>) {
    private val doorLock: DoorLock = ...
    val gallonsOfFuelInTank: Int = 15
        private set
        
    fun unlockDoor(key: Key): Boolean {
        // Return true if key is valid for door lock, false otherwise
    }
}

通过结合使用属性和函数，您可以创建能够对所有类型的对象建模的类。

互操作性

Kotlin最重要的功能之一就是它与Java之间的互操作性。由于Kotlin代码可编译为JVM字节码，因此Kotlin代码可以直接调用Java代码，反之亦然。这意味着，您可以直接从Kotlin利用现有的Java库。此外，绝大多数Android API都是用Java编写的，您可以直接从Kotlin调用它们。

Kotlin是一种灵活而实用的语言，它的支持力量和发展势头日益强劲。如果您还没有试过，我们建议您试一下。接下来，请查看Kotlin官方文档遗迹关于如何在Androd应用中运用常见Kotlin模式的指南。