Kotlin 時(shí)間線

• 2011年7月拜隧，JetBrains 推出 Kotlin 項(xiàng)目
• 2012年2月呻此，JetBrains 以 Apache 2.0 許可證開源此項(xiàng)目轮纫，github 地址 kotlin
• 2016年2月，Kotlin v1.0（第一個(gè)官方穩(wěn)定版本）發(fā)布
• 2017 Google I/O 大會上焚鲜，Kotlin 正式成為 Android 開發(fā)官方語言

什么是Kotlin

Kotlin 是由 JetBrains 開發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的基于 JVM 的靜態(tài)型別編程語言

• JetBrains開發(fā)團(tuán)隊(duì)： 眾所周知掌唾，他們開發(fā)的 Intellij IDEA 是開發(fā) Java 最優(yōu)秀的 ide》薨酰可能是 Java 的局限性迫使他們吸收各個(gè)語言的優(yōu)點(diǎn)來創(chuàng)造出這門語言糯彬。IDEA（包括Android Studio）對 Kotlin 的支持是非常全面完善的，甚至對 Eclipse 也開發(fā)了插件兼容

• 基于JVM： Kotlin 同 Java 一樣贝乎，是編譯成字節(jié)碼情连，基于 Java Virtual Machine（Java 虛擬機(jī)）運(yùn)行的語言。Kotlin 能做到和 Java 混合編譯览效，這也意味著 Java 豐富的第三方庫能被 Kotlin 無條件繼承

• 靜態(tài)語言： 靜態(tài)類型語言是在運(yùn)行前編譯時(shí)檢查類型却舀，而不是在運(yùn)行期間檢查數(shù)據(jù)的類型。Kotlin 必須清楚定義數(shù)據(jù)類型锤灿，否則無法編譯通過挽拔，同 Java 一樣，Kotlin 是強(qiáng)靜態(tài)語言但校，類型轉(zhuǎn)換必須顯式表達(dá)

為什么我們要使用 Kotlin

我們可以在這個(gè)網(wǎng)站 https://fabiomsr.github.io/from-java-to-kotlin 上看到 Kotlin 和 Java 的基本語法比較螃诅，很明顯 Kotlin 擁有比 Java 更簡潔的語法

• 相比較 Java，Kotlin 增加了許多特性术裸，比如 When 表達(dá)式倘是、擴(kuò)展函數(shù)、高級類袭艺、委托搀崭、Java 8 之前沒有的 Lambda 表達(dá)式、高階函數(shù)猾编、協(xié)程... 每一個(gè)都讓人興奮不已

• 相比較 Java瘤睹，Kotlin 去除了一些特性，比如 final 關(guān)鍵字答倡、靜態(tài)變量轰传、靜態(tài)方法等

• 相比較 Java，Kotlin 封裝了許多過程和表示方法瘪撇，實(shí)現(xiàn)許多語法糖获茬，比如解構(gòu)聲明、操作符重載倔既、空安全... 可以大幅減少代碼锦茁，提高效率

列舉一下 Kotlin 純語法上的的好處

• 開源：開源的好處其實(shí)也不用多說，其帶來的龐大的社區(qū)及活躍的用戶會使這門語言充滿了活力叉存，會涌現(xiàn)出一大片優(yōu)秀的項(xiàng)目和開源庫

• Java 的兼容性：Kotlin 的設(shè)計(jì)之初就考慮到了對 Java 代碼的兼容性，現(xiàn)在版本基本上可以實(shí)現(xiàn) 100% 的代碼兼容性度帮，這意味著使用 kotlin 開發(fā)的項(xiàng)目可以無縫調(diào)用已有的 Java庫和代碼歼捏，設(shè)置可以再一個(gè)項(xiàng)目中使用 Java 和 Kotlin 混合編譯。當(dāng)然作為一個(gè) IDE 開發(fā)公司笨篷，Intellij IDEA 和 Android Studio 對 Kotlin 的支持非常完善瞳秽，設(shè)置可以一鍵轉(zhuǎn)換代碼

• 多平臺開發(fā)：JetBrains 開發(fā) Kotlin 不僅僅想要取代 Java (Android開發(fā) —— 官方宣布 Kotlin 正式成為 Android 開發(fā)的語言，Web開發(fā) —— 對 Spring 框架的支持率翅，以及可以編譯生成 JavaScript 模塊)练俐，更遠(yuǎn)大的目標(biāo)使實(shí)現(xiàn)多平臺的統(tǒng)一，甚至可以進(jìn)行 Native 開發(fā)冕臭，基于 LLVM 底層虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)腺晾，Kotlin 可以為各個(gè)平臺編寫原生應(yīng)用，在不久的將來可以看到 iOS 開發(fā)也有 Kotlin 的一席之地

• 簡潔安全：Kotlin 的入門相當(dāng)簡單辜贵，當(dāng)然你有 Java 基礎(chǔ)的話悯蝉，你可以十分清晰的感受到這門語言在 Java 的基礎(chǔ)上做了多少優(yōu)化提升，非常值得一試托慨，語法的定義與蘋果推出的 Swift 有些類似鼻由，http://nilhcem.com/swift-is-like-kotlin 上可以看到兩者的比較

當(dāng)然后面也會介紹到一小部分 Kotlin 的特性

kotlin 的語法糖

安全性

空安全

Java 的 NullPointException 一直以來都是導(dǎo)致程序崩潰的頭號殺手。kotlin 則通過類型系統(tǒng)旨在代碼中消除潛在的空指針安全問題。
在 kotlin 中類型系統(tǒng)會區(qū)分一個(gè)引用可以容納 null (可空引用)還是不能容納(非空引用)蕉世，通過在類名后添加后綴 蔼紧？ 實(shí)現(xiàn)

var str1:String = "abc"
// str1 = null 
// String是非空引用，不可以容納 null狠轻，編譯器會報(bào)錯(cuò)

如果需要允許賦值為空奸例，那么我們需要聲明該變量為可空引用，即 Srting?

var str2: String? = "abc"
str2 = null // 編譯通過

對于前者哈误，因?yàn)槭欠强找昧ㄖ粒覀兛梢灾苯诱{(diào)用對象屬性而不必考慮空指針的情形

val l = a.length

而對于后者，因?yàn)槭强煽找妹圩裕覀兙筒荒苤苯尤フ{(diào)用對象屬性菩貌，因?yàn)楹苡锌赡軙?dǎo)致空指針的出現(xiàn)，因此 kotlin 直接杜絕了這種不安全的調(diào)用方式的出現(xiàn)

// val l2 = str2.length
// 編譯錯(cuò)誤：變量 str2 可能為空

安全調(diào)用操作符 ?.

針對可空引用重荠，kotlin 提供了專門的空安全調(diào)用操作符 ?.

// var l2: Int = str2?.length
// 編譯錯(cuò)誤：變量 l2 可能為空
var l2: Int? = str2?.length

如果變量 b 為 null箭阶，那么返回的也將是 null， 反之則會返回 b.length 的數(shù)值戈鲁，所以我們得到的結(jié)果類型也是將一個(gè)可空引用 Int?
這個(gè)操作符將在鏈?zhǔn)秸{(diào)用時(shí)發(fā)揮巨大的作用

a?.b?.c?.d // 這種形式的鏈?zhǔn)秸{(diào)用很有可能在一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中有用到

當(dāng)鏈?zhǔn)秸{(diào)用的任一節(jié)點(diǎn)為 null 都會中斷鏈子返回 null仇参，而在 Java 代碼中

if(a != null) {
    if(b != null) {
       if(c != null) {
           return c.d;
       }
    }
}
return null;

這樣的寫法即不簡潔也不美觀，而且最重要的一點(diǎn)是部分開發(fā)者并不會想到這么做
當(dāng)然要只對非空值執(zhí)行某個(gè)操作婆殿，安全調(diào)用操作符可以與 let 一起使用

val listWithNulls: List<String?> = listOf("A", null)
for (item in listWithNulls) {
   item?.let { println(it) } // 輸出 A 并忽略了 null 
}

Elvis 操作符 ?:

當(dāng)一個(gè)可空引用 b 需要如下操作诈乒，當(dāng) b 不為空時(shí)婆芦，我們使用 b，否則我們需要使用一個(gè)非空的默認(rèn)值 c 時(shí)消约，我們就可以使用該操作符

val l = b?.length ?: -1 // 相當(dāng)于 val l: Int = if (b != null) b.length else -1 

如果 ?: 左側(cè)表達(dá)式非空，就返回其左側(cè)表達(dá)式或粮，否則返回右側(cè)表達(dá)式，并且只有當(dāng)左側(cè)的表達(dá)式為空時(shí)才會對右側(cè)的表達(dá)式求值

可能導(dǎo)致空指針的操作符 !!

對于一個(gè)可空引用的變量 b 來說氯材，使用該操作符相當(dāng)于返回一個(gè)非空引用的變量 b!!，可以直接使用對象的屬性氢哮，當(dāng)然如果 b 為 null，那么就會拋出 NullPointException 了

val l = b!!.length // 雖然 b 是可空類型命浴，但是可以調(diào)用獲取 length 屬性贱除，但是可能會拋出空指針異常 

在 kotlin 中除非是你顯示的要求 NullPointException：

• 顯式調(diào)用 throw NullPointerException()
• 使用 !! 操作符

否則它不會不期而至媳溺，當(dāng)然還是有兩個(gè)導(dǎo)致空指針異常的原因：

• 外部 Java 代碼導(dǎo)致
• 對于初始化，有一些數(shù)據(jù)不一致(如一個(gè)未初始化的 this 用于構(gòu)造函數(shù)的某個(gè)地方)

類型轉(zhuǎn)換安全

如果你檢查類型是正確的悬蔽，編譯器會為你做自動類型轉(zhuǎn)換，kotlin 通過 is 操作符及其否定形式 !is 來檢查對象是否符合給定的類型蝎困，相當(dāng)于 Java 中的 instanceof 關(guān)鍵字

同時(shí)我們可以省略顯式的轉(zhuǎn)換操作录语，因?yàn)榫庉嬈鞲櫜豢勺冎档?is 檢查，并在需要是自動插入安全的轉(zhuǎn)換

if(x is String){
    println(x.length)// x會被編譯器自動轉(zhuǎn)化為 Kotlin.String 類型禾乘，在編譯器上會有高亮提示
}
//安全轉(zhuǎn)換也可對反向檢查智能判定
if(x !is String){
    return
}
println(x.length)

//安全轉(zhuǎn)換還可以實(shí)現(xiàn)對 && 和 || 操作符的兼容
if(x is String && x.length > 0) return//對于 && 后面數(shù)據(jù)類型自動轉(zhuǎn)換
if(x !is String || x.length == 0) return//對于 || 后面數(shù)據(jù)類型自動轉(zhuǎn)換

kotlin 也有顯式的轉(zhuǎn)換操作符 as澎埠，如果對象不是目標(biāo)類型，那么常規(guī)類型轉(zhuǎn)換可能會導(dǎo)致 ClassCastException

//類型不匹配始藕，會拋出異常
val x: String = y as String
//上述代碼中蒲稳，如果 y 為空，也會拋出異常伍派，所以必須對空安全兼容
val x: String? = y as String?

當(dāng)然江耀，這種不安全的調(diào)用形式 kotlin 并不提倡，類似于空安全操作符诉植，kotlin 提供了一種安全的轉(zhuǎn)換操作符 as?

val x:String? = y as? String //如果類型不匹配祥国，則返回 null，所以 x 必須是可空變量晾腔，此時(shí)強(qiáng)轉(zhuǎn)類型就不必是可空類型了

簡潔性

高級類

Kotlin 提供了許多高級方法類系宫，目的就是為了簡化編程復(fù)雜度

data class 數(shù)據(jù)類

Kotlin 將 Java 中專門用于存放數(shù)據(jù)的類用 data 關(guān)鍵字標(biāo)記

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

數(shù)據(jù)類會由編譯器自動從主構(gòu)造函數(shù)中聲明的所有屬性導(dǎo)出以下成員

• equals()/hashCode()

• toString() 格式是 "User(name=John, age=42)"

• componentN() 解構(gòu)聲明 按聲明順序?qū)?yīng)于所有屬性

  val name = person.component1()
  val age = person.component2()
  

componentN() 函數(shù)運(yùn)用于解構(gòu)聲明，一種類似于 python 里元組的操作方式建车，每個(gè)對應(yīng)的屬性都有一個(gè)對應(yīng)的函數(shù)，按順序疊加椒惨，是 kotlin 廣泛使用的約定原則

val jane = User("Jane", 35)
val (name, age) = jane
println("$name, $age years of age") // 輸出 "Jane, 35 years of age"

在上述代碼中缤至，name 和 age 是調(diào)用 component1() 和 component2() 的返回值

• copy() 函數(shù)

復(fù)制函數(shù)應(yīng)用于快速生成只有部分屬性不同的相似對象，其實(shí)現(xiàn)類似于

 fun copy(name: String = this.name, age: Int = this.age) = User(name, age)

我們可以實(shí)現(xiàn)

val jack = User(name = "Jack", age = 1)
val olderJack = jack.copy(age = 2)

當(dāng)然康谆，這種方式是淺拷貝

object 單例修飾關(guān)鍵字

單例類可以由關(guān)鍵字 object 修飾實(shí)現(xiàn)领斥，直接調(diào)用即可
順帶一提，Kotlin 并沒有提供靜態(tài)方法和屬性沃暗，我們需要通過伴生對象 companion object 實(shí)現(xiàn)靜態(tài)調(diào)用

enum class 枚舉類和 sealed class 密封類

枚舉類（enum class）與 Java 中的枚舉差距不大月洛，密封類（sealed class）在某種程度上是枚舉類的一種擴(kuò)展，和枚舉一樣孽锥，密封類的值是有限集中的類型嚼黔、而不能有任何其他類型细层，只是每個(gè)枚舉常量只存在一個(gè)實(shí)例，而密封類的一個(gè)子類可以有可包含狀態(tài)的多個(gè)實(shí)例

Type.extension 函數(shù)擴(kuò)展和屬性擴(kuò)展

擴(kuò)展一個(gè)類的新功能而無需繼承該類或使用像裝飾者這樣的任何類型的設(shè)計(jì)模式唬涧。這通過叫做擴(kuò)展的特殊聲明完成

// 擴(kuò)展方法不可以覆蓋原有方法
fun MutableList<Int>.swap(index1: Int, index2: Int) {
    val tmp = this[index1] // “this”對應(yīng)該列表
    this[index1] = this[index2]
    this[index2] = tmp
}
// 擴(kuò)展方法調(diào)用
val list = mutableListOf(1, 2, 3)
list.swap(0, 1)
println(list)
// 輸出結(jié)果: [2, 1, 3]


// 擴(kuò)展屬性不可以設(shè)值操作
val Int.isOdd: Boolean
    get() = this and 1 == 1    
// 擴(kuò)展屬性調(diào)用
val n = 3
println(n.isOdd)
// 輸出結(jié)果: true

對于傳統(tǒng)的工具類完全可以是用擴(kuò)展的方法代替疫赎，而且 ide 提供了智能聯(lián)想功能碎节，Android 開發(fā)中的 kotlin-android-extensions 庫也是利用了這個(gè)原理

操作符重載

可以先從相等性說起，Kotlin 中有兩種類型的相等性:

• 引用相等(兩個(gè)引用指向同一對象)

引用相等由 === (以及其否定形式 !== )操作判斷胎撇。 a === b 當(dāng)且僅當(dāng) a 和 b 指向同 一個(gè)對象時(shí)求值為 true

• 結(jié)構(gòu)相等(用 equals() 檢查)

結(jié)構(gòu)相等由 == (以及其否定形式 !=)操作判斷晚树。

a == b 相當(dāng)于 a?.equals(b) ?: (b === null)
// 因?yàn)?== 可能會出現(xiàn) null == null 的情況受葛，所以會出現(xiàn)額外的空判斷

當(dāng) a == null 這種判斷會被直接翻譯成 a === null

Kotlin 允許我們?yōu)樽约旱念愋吞峁╊A(yù)定義的一組操作符的實(shí)現(xiàn)总滩。這些操作符具有固定的符號表示（如 + 或 *）和固定的優(yōu)先級。為實(shí)現(xiàn)這樣的操作符席函，我們?yōu)橄鄳?yīng)的類型（即二元操作符左側(cè)的類型和一元操作符的參數(shù)類型）提供了一個(gè)固定名字的成員函數(shù)或擴(kuò)展函數(shù)茂附。 重載操作符的函數(shù)需要用 operator 修飾符標(biāo)記

比如說一元的操作符 ++ 营曼，a++ 和 ++a 都可以翻譯為 a.inc()愚隧，當(dāng)然也保留了前后綴的區(qū)別狂塘。
后綴 a++ 的過程是

• 把 a 的初始值存儲到臨時(shí)存儲 a0 中
• 把 a.inc() 結(jié)果賦值給 a
• 把 a0 作為表達(dá)式的結(jié)果返回

而前綴 ++a 則是

• 把 a.inc() 結(jié)果賦值給 a ，
• 把 a 的新值作為表達(dá)式結(jié)果返回妈踊。

可見 kotlin 對特定操作符有做額外的判斷廊营，不僅僅是調(diào)用重載方法，就比如說對 == 操作符的 null 判斷的額外處理

二元操作符 +夹囚，a + b 類似于 a.plus(b) ...

這種重載方法在對象中以 operator 修飾荸哟。當(dāng)然瞬捕，如果對象沒有實(shí)現(xiàn)重載方法怎么辦？當(dāng)然是可以實(shí)現(xiàn)函數(shù)擴(kuò)展啊劣砍，只要記得帶上 operator

在這里還有更多更詳細(xì)的關(guān)于操作符重載的知識
https://www.kotlincn.net/docs/reference/operator-overloading.html

委托

類委托

委托模式是在 Android 源碼中廣泛使用的模式刑枝，認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)繼承的一個(gè)很好的代替模式装畅，當(dāng)無法或不想直接訪問某個(gè)對象時(shí)就可以通過一個(gè)代理對象來間接訪問掠兄。Kotlin 可以零樣板代碼地原生支持 它锌雀。 類 Derived 可以繼承一個(gè)接口 Base 腋逆，并將其所有共有的方法委托給一個(gè)指定的對象:

interface Base {
    fun print() 
}

class BaseImpl(val x: Int) : Base {
    override fun print() { print(x) }
}

class Derived(b: Base) : Base by b

fun main(args: Array<String>) { 
    val b = BaseImpl(10) 
    Derived(b).print() // 輸出 10
}
   

by 關(guān)鍵字聲明了 Derived 中將存儲 b 變量惩歉，并且編譯器將會把所有的 Base 接口方法都轉(zhuǎn)發(fā)到 b 中執(zhí)行

屬性委托

Kotlin 同時(shí)支持屬性的委托

語法：val/var <property name>: <Type> by <expression>

• val/var：屬性類型(可變/只讀)
• name：屬性名稱
• Type：屬性的數(shù)據(jù)類型
• expression：代理類

在 by 關(guān)鍵字后面的表達(dá)式是具體代理類， 因?yàn)閷傩詫?yīng)的 getter ( 對于可變屬性來說還有 setter 方法 ) 會被委托給它的 getValue() 和 setValue() 方法。 屬性的委托不必實(shí)現(xiàn)任何的接口锨并，但是需要提供一個(gè) getValue() 函數(shù)( 和 setValue() )睬棚。 例如:

class Example {
    var p: String by Delegate()
}


class Delegate {
    operator fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): String {
        return "$thisRef, thank you for delegating '${property.name}' to me!"
    }
    
    operator fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: String) { 
        println("$value has been assigned to '${property.name} in $thisRef.'")
    }
}

如此的話，p 變量的賦值與取值都會被代理了撵摆。
當(dāng)我們從委托到一個(gè) Delegate 實(shí)例的 p 讀取時(shí)害晦，將調(diào)用 Delegate 中的 getValue() 函 數(shù)壹瘟， 所以它第一個(gè)參數(shù)是讀出 p 的對象、第二個(gè)參數(shù)保存了對 p 自身的描述 (例如你可以取它的名字)

val e = Example()
println(e.p)

輸出結(jié)果：
Example@33a17727, thank you for delegating ‘p’ to me!

類似地灵莲，當(dāng)我們給 p 賦值時(shí)政冻，將調(diào)用 setValue() 函數(shù)明场。前兩個(gè)參數(shù)相同询筏，第三個(gè)參數(shù)保存 將要被賦 的值

e.p = "NEW"

輸出結(jié)果：
NEW has been assigned to ‘p’ in Example@33a17727.

當(dāng)然 kotlin 中標(biāo)準(zhǔn)庫中包含了可以實(shí)現(xiàn)包含所需 operator 方法的 ReadOnlyProperty（val） 或 ReadWriteProperty（var） 接口嫌套，我們只需要繼承實(shí)現(xiàn)對應(yīng)方法即可

interface ReadOnlyProperty<in R, out T> {
    operator fun getValue(thisRef: R, property: KProperty<*>): T
}

interface ReadWriteProperty<in R, T> {
    operator fun getValue(thisRef: R, property: KProperty<*>): T
    operator fun setValue(thisRef: R, property: KProperty<*>, value: T)
}

另外 kotlin 標(biāo)準(zhǔn)庫提供了幾種常用方法的工廠方法

• 延遲屬性(lazy properties): 其值只在首次訪問時(shí)計(jì)算
• 可觀察屬性(observable properties): 監(jiān)聽器會收到有關(guān)此屬性變更的通知
• 把多個(gè)屬性儲存在一個(gè)映射(map)中踱讨，而不是每個(gè)存在單獨(dú)的字段中。

用過的人都說“真TM爽”

如果你想從 Java 的角度去看 kotlin 的語法糖莺治，那么你可以通過以下方法：

在 Intellij IDEA 或者 Android Studio 中選擇 .kt 文件谣旁，然后通過 tools -> Kotlin -> Show Koltin ByteCode 彈窗查看編譯后的字節(jié)碼滋早，你可以通過 Decompile 按鈕查看 Java 代碼

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