基礎類型
在 Kotlin 中,所有東西都是對象,在這個意義上講我們可以在任何變量上調用成員函數與屬性。 一些類型可以有特殊的內部表示——例如,數字、字符以及布爾值可以在運行時表示爲原生類型值,但是對於用戶來說,它們看起來就像普通的類。 在本節中,我們會描述 Kotlin 中使用的基本類型:數字、字符、布爾值、數組與字符串。
數字
Kotlin 處理數字在某種程度上接近 Java,但是並不完全相同。例如,對於數字沒有隱式拓寬轉換(如 Java 中 int
可以隱式轉換爲long
——譯者注),另外有些情況的字面值略有不同。
Kotlin 提供瞭如下的內置類型來表示數字(與 Java 很相近):
Type | Bit width |
---|---|
Double | 64 |
Float | 32 |
Long | 64 |
Int | 32 |
Short | 16 |
Byte | 8 |
注意在 Kotlin 中字符不是數字
字面常量
數值常量字面值有以下幾種:
-
十進制:
123
- Long 類型用大寫
L
標記:123L
- Long 類型用大寫
-
十六進制:
0x0F
-
二進制:
0b00001011
注意: 不支持八進制
Kotlin 同樣支持浮點數的常規表示方法:
- 默認 double:
123.5
、123.5e10
- Float 用
f
或者F
標記:123.5f
數字字面值中的下劃線(自 1.1 起)
你可以使用下劃線使數字常量更易讀:
val oneMillion = 1_000_000
val creditCardNumber = 1234_5678_9012_3456L
val socialSecurityNumber = 999_99_9999L
val hexBytes = 0xFF_EC_DE_5E
val bytes = 0b11010010_01101001_10010100_10010010
表示方式
在 Java 平臺數字是物理存儲爲 JVM 的原生類型,除非我們需要一個可空的引用(如 Int?
)或泛型。 後者情況下會把數字裝箱。
注意數字裝箱不一定保留同一性:
val a: Int = 10000
println(a === a) // 輸出“true”
val boxedA: Int? = a
val anotherBoxedA: Int? = a
println(boxedA === anotherBoxedA) // !!!輸出“false”!!!
Target platform: JVMRunning on kotlin v. 1.3.21
另一方面,它保留了相等性:
val a: Int = 10000
println(a == a) // 輸出“true”
val boxedA: Int? = a
val anotherBoxedA: Int? = a
println(boxedA == anotherBoxedA) // 輸出“true”
Target platform: JVMRunning on kotlin v. 1.3.21
顯式轉換
由於不同的表示方式,較小類型並不是較大類型的子類型。 如果它們是的話,就會出現下述問題:
// 假想的代碼,實際上並不能編譯:
val a: Int? = 1 // 一個裝箱的 Int (java.lang.Integer)
val b: Long? = a // 隱式轉換產生一個裝箱的 Long (java.lang.Long)
print(b == a) // 驚!這將輸出“false”鑑於 Long 的 equals() 會檢測另一個是否也爲 Long
所以相等性會在所有地方悄無聲息地失去,更別說同一性了。
因此較小的類型不能隱式轉換爲較大的類型。 這意味着在不進行顯式轉換的情況下我們不能把 Byte
型值賦給一個 Int
變量。
val b: Byte = 1 // OK, 字面值是靜態檢測的
val i: Int = b // 錯誤
Target platform: JVMRunning on kotlin v. 1.3.21
我們可以顯式轉換來拓寬數字
val i: Int = b.toInt() // OK:顯式拓寬
print(i)
Target platform: JVMRunning on kotlin v. 1.3.21
每個數字類型支持如下的轉換:
toByte(): Byte
toShort(): Short
toInt(): Int
toLong(): Long
toFloat(): Float
toDouble(): Double
toChar(): Char
缺乏隱式類型轉換很少會引起注意,因爲類型會從上下文推斷出來,而算術運算會有重載做適當轉換,例如:
val l = 1L + 3 // Long + Int => Long
運算
Kotlin支持數字運算的標準集,運算被定義爲相應的類成員(但編譯器會將函數調用優化爲相應的指令)。 參見運算符重載。
對於位運算,沒有特殊字符來表示,而只可用中綴方式調用命名函數,例如:
val x = (1 shl 2) and 0x000FF000
這是完整的位運算列表(只用於 Int
與 Long
):
shl(bits)
– 有符號左移 (Java 的<<
)shr(bits)
– 有符號右移 (Java 的>>
)ushr(bits)
– 無符號右移 (Java 的>>>
)and(bits)
– 位與or(bits)
– 位或xor(bits)
– 位異或inv()
– 位非
浮點數比較
本節討論的浮點數操作如下:
- 相等性檢測:
a == b
與a != b
- 比較操作符:
a < b
、a > b
、a <= b
、a >= b
- 區間實例以及區間檢測:
a..b
、x in a..b
、x !in a..b
當其中的操作數 a
與 b
都是靜態已知的 Float
或 Double
或者它們對應的可空類型(聲明爲該類型,或者推斷爲該類型,或者智能類型轉換的結果是該類型),兩數字所形成的操作或者區間遵循 IEEE 754 浮點運算標準。
然而,爲了支持泛型場景並提供全序支持,當這些操作數並非靜態類型爲浮點數(例如是 Any
、 Comparable<……>
、 類型參數)時,這些操作使用爲 Float
與 Double
實現的不符合標準的 equals
與 compareTo
,這會出現:
- 認爲
NaN
與其自身相等 - 認爲
NaN
比包括正無窮大(POSITIVE_INFINITY
)在內的任何其他元素都大 - 認爲
-0.0
小於0.0
字符
字符用 Char
類型表示。它們不能直接當作數字
fun check(c: Char) {
if (c == 1) { // 錯誤:類型不兼容
// ……
}
}
字符字面值用單引號括起來: '1'
。 特殊字符可以用反斜槓轉義。 支持這幾個轉義序列:\t
、 \b
、\n
、\r
、\'
、\"
、\\
與 \$
。 編碼其他字符要用 Unicode 轉義序列語法:'\uFF00'
。
我們可以顯式把字符轉換爲 Int
數字:
fun decimalDigitValue(c: Char): Int {
if (c !in '0'..'9')
throw IllegalArgumentException("Out of range")
return c.toInt() - '0'.toInt() // 顯式轉換爲數字
}
當需要可空引用時,像數字、字符會被裝箱。裝箱操作不會保留同一性。
布爾
布爾用 Boolean
類型表示,它有兩個值:true 與 false。
若需要可空引用布爾會被裝箱。
內置的布爾運算有:
||
– 短路邏輯或&&
– 短路邏輯與!
- 邏輯非
數組
數組在 Kotlin 中使用 Array
類來表示,它定義了 get
與 set
函數(按照運算符重載約定這會轉變爲 []
)以及 size
屬性,以及一些其他有用的成員函數:
class Array<T> private constructor() {
val size: Int
operator fun get(index: Int): T
operator fun set(index: Int, value: T): Unit
operator fun iterator(): Iterator<T>
// ……
}
我們可以使用庫函數 arrayOf()
來創建一個數組並傳遞元素值給它,這樣 arrayOf(1, 2, 3)
創建了 array [1, 2, 3]
。 或者,庫函數 arrayOfNulls()
可以用於創建一個指定大小的、所有元素都爲空的數組。
另一個選項是用接受數組大小以及一個函數參數的 Array
構造函數,用作參數的函數能夠返回給定索引的每個元素初始值:
// 創建一個 Array<String> 初始化爲 ["0", "1", "4", "9", "16"]
val asc = Array(5, { i -> (i * i).toString() })
asc.forEach { println(it) }
Target platform: JVMRunning on kotlin v. 1.3.21
如上所述,[]
運算符代表調用成員函數 get()
與 set()
。
注意: 與 Java 不同的是,Kotlin 中數組是不型變的(invariant)。這意味着 Kotlin 不讓我們把 Array<String>
賦值給 Array<Any>
,以防止可能的運行時失敗(但是你可以使用 Array<out Any>
, 參見類型投影)。
Kotlin 也有無裝箱開銷的專門的類來表示原生類型數組: ByteArray
、 ShortArray
、IntArray
等等。這些類與 Array
並沒有繼承關係,但是它們有同樣的方法屬性集。它們也都有相應的工廠方法:
val x: IntArray = intArrayOf(1, 2, 3)
x[0] = x[1] + x[2]
無符號整型
無符號類型自 Kotlin 1.3 起纔可用,並且目前是實驗性的。詳見下文
Kotlin 爲無符號整數引入了以下類型:
kotlin.UByte
: 無符號 8 比特整數,範圍是 0 到 255kotlin.UShort
: 無符號 16 比特整數,範圍是 0 到 65535kotlin.UInt
: 無符號 32 比特整數,範圍是 0 到 2^32 - 1kotlin.ULong
: 無符號 64 比特整數,範圍是 0 到 2^64 - 1
無符號類型支持其對應有符號類型的大多數操作。
請注意,將類型從無符號類型更改爲對應的有符號類型(反之亦然)是二進制不兼容變更
無符號類型是使用另一個實驗性特性(即內聯類)實現的。
特化的類
與原生類型相同,每個無符號類型都有相應的爲該類型特化的表示數組的類型:
kotlin.UByteArray
: 無符號字節數組kotlin.UShortArray
: 無符號短整型數組kotlin.UIntArray
: 無符號整型數組kotlin.ULongArray
: 無符號長整型數組
與有符號整型數組一樣,它們提供了類似於 Array
類的 API 而沒有裝箱開銷。
此外,區間與數列也支持 UInt
與 ULong
(通過這些類 kotlin.ranges.UIntRange
、 kotlin.ranges.UIntProgression
、 kotlin.ranges.ULongRange
、 kotlin.ranges.ULongProgression
)
字面值
爲使無符號整型更易於使用,Kotlin 提供了用後綴標記整型字面值來表示指定無符號類型(類似於 Float/Long):
- 後綴
u
與U
將字面值標記爲無符號。確切類型會根據預期類型確定。如果沒有提供預期的類型,會根據字面值大小選擇UInt
或者ULong
val b: UByte = 1u // UByte,已提供預期類型
val s: UShort = 1u // UShort,已提供預期類型
val l: ULong = 1u // ULong,已提供預期類型
val a1 = 42u // UInt:未提供預期類型,常量適於 UInt
val a2 = 0xFFFF_FFFF_FFFFu // ULong:未提供預期類型,常量不適於 UInt
- 後綴
uL
與UL
顯式將字面值標記爲無符號長整型。
val a = 1UL // ULong,即使未提供預期類型並且常量適於 UInt
無符號整型的實驗性狀態
無符號類型的設計是實驗性的,這意味着這個特性改進很快並且沒有給出兼容性保證。當在 Kotlin 1.3+ 中使用無符號算術時,會報出警告表明這個特性是實驗性的。如需移除警告,必須選擇加入(opt-in)無符號類型的實驗性使用。
選擇加入無符號整型有兩種可行的方式:將 API 標記爲實驗性的,或者無需標記。
- 如需傳播實驗性,要麼使用
@ExperimentalUnsignedTypes
標註使用了無符號整型的聲明,要麼將-Xexperimental=kotlin.ExperimentalUnsignedTypes
傳給編譯器(請注意,後者會使所編譯的模塊內的所有聲明都具實驗性) - 如需選擇加入而不傳播實驗性,要麼使用
@UseExperimental(ExperimentalUnsignedTypes::class)
註解標註聲明,要麼將-Xuse-experimental=kotlin.ExperimentalUnsignedTypes
傳給編譯器
你的客戶是否必須選擇使用你的 API 取決於你,不過請記住,無符號整型是一個實驗性特性,因此使用它們的 API 可能會因語言的變更而發生突然破壞。
技術細節也參見實驗性 API KEEP。
深入探討
關於技術細節與深入探討請參見無符號類型的語言提案。
字符串
字符串用 String
類型表示。字符串是不可變的。 字符串的元素——字符可以使用索引運算符訪問: s[i]
。 可以用 for 循環迭代字符串:
for (c in str) {
println(c)
}
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可以用 +
操作符連接字符串。這也適用於連接字符串與其他類型的值, 只要表達式中的第一個元素是字符串:
val s = "abc" + 1
println(s + "def")
Target platform: JVMRunning on kotlin v. 1.3.21
請注意,在大多數情況下,優先使用字符串模板或原始字符串而不是字符串連接。
字符串字面值
Kotlin 有兩種類型的字符串字面值: 轉義字符串可以有轉義字符,以及原始字符串可以包含換行以及任意文本。轉義字符串很像 Java 字符串:
val s = "Hello, world!\n"
轉義採用傳統的反斜槓方式。參見上面的 字符 查看支持的轉義序列。
原始字符串 使用三個引號("""
)分界符括起來,內部沒有轉義並且可以包含換行以及任何其他字符:
val text = """
for (c in "foo")
print(c)
"""
你可以通過 trimMargin()
函數去除前導空格:
val text = """
|Tell me and I forget.
|Teach me and I remember.
|Involve me and I learn.
|(Benjamin Franklin)
""".trimMargin()
默認 |
用作邊界前綴,但你可以選擇其他字符並作爲參數傳入,比如 trimMargin(">")
。
字符串模板
字符串可以包含模板表達式 ,即一些小段代碼,會求值並把結果合併到字符串中。 模板表達式以美元符($
)開頭,由一個簡單的名字構成:
val i = 10
println("i = $i") // 輸出“i = 10”
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或者用花括號括起來的任意表達式:
val s = "abc"
println("$s.length is ${s.length}") // 輸出“abc.length is 3”
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原始字符串與轉義字符串內部都支持模板。 如果你需要在原始字符串中表示字面值 $
字符(它不支持反斜槓轉義),你可以用下列語法:
val price = """
${'$'}9.99
"""
包
源文件通常以包聲明開頭:
package foo.bar
fun baz() { ... }
class Goo { ... }
// ……
源文件所有內容(無論是類還是函數)都包含在聲明的包內。 所以上例中 baz()
的全名是 foo.bar.baz
、Goo
的全名是 foo.bar.Goo
。
如果沒有指明包,該文件的內容屬於無名字的默認包。
默認導入
有多個包會默認導入到每個 Kotlin 文件中:
- kotlin.*
- kotlin.annotation.*
- kotlin.collections.*
- kotlin.comparisons.* (自 1.1 起)
- kotlin.io.*
- kotlin.ranges.*
- kotlin.sequences.*
- kotlin.text.*
根據目標平臺還會導入額外的包:
- JVM:
- java.lang.*
- kotlin.jvm.*
- JS:
導入
除了默認導入之外,每個文件可以包含它自己的導入指令。 導入語法在語法中講述。
可以導入一個單獨的名字,如.
import foo.Bar // 現在 Bar 可以不用限定符訪問
也可以導入一個作用域下的所有內容(包、類、對象等):
import foo.* // “foo”中的一切都可訪問
如果出現名字衝突,可以使用 as 關鍵字在本地重命名衝突項來消歧義:
import foo.Bar // Bar 可訪問
import bar.Bar as bBar // bBar 代表“bar.Bar”
關鍵字 import
並不僅限於導入類;也可用它來導入其他聲明:
與 Java 不同,Kotlin 沒有單獨的“import static”語法; 所有這些聲明都用 import
關鍵字導入。
頂層聲明的可見性
如果頂層聲明是 private 的,它是聲明它的文件所私有的(參見 可見性修飾符)。