Kotlin 語言學習(4) - 數據類、類委託 及 object 關鍵字
Kotlin 語言學習(5) - lambda 表達式和成員引用
一、本文概要
二、函數和變量
2.1 函數
2.1.1 函數的基本構成
在Kotlin
中,函數的基本結構由四個部分構成:
- 函數名稱
- 參數列表
- 返回類型
- 函數體
函數的聲明以關鍵字 fun 開始,函數名稱 緊隨其後,接下來是括號括起來的 參數列表,參數列表的後面跟着 返回類型,返回類型和參數列表之間用冒號隔開,最後是函數體。
下面是一個比較大小的函數例子,上面談到的四個部分構成如圖中標註所示:
2.1.2 表達式和語句
在上面的例子中,if
是表達式,而不是語句,表達式和語句的區別在於:
- 表達式 有值,並且能作爲另一個表達式的一部分使用。
- 語句 總是包含着它的代碼塊中的頂層元素,並且沒有自己的值。
在Java
中,所有的控制結構都是語句,而在Kotlin
中,除了for
、do
和do/while
以外大多數控制結構都是表達式。
當函數體是由單個表達式構成時,可以用這個表達式作爲完整的函數體,並且去掉花括號和return
語句,上面的例子就是這種情況,因此可以改寫爲:
- 如果函數體寫在花括號中,我們說這個函數有 代碼塊體
- 如果它直接返回了一個表達式,它就有 表達式體
2.1.3 省略返回類型
對於 表達式體函數,可以省略返回類型,因爲編譯器會分析作爲函數體的表達式,並把它的類型作爲函數的返回類型,這種分析稱爲 類型推導。但是對於有返回值的 代碼塊體函數,必須顯示地寫出返回類型和return
語句。
2.2 變量
在Kotlin
中,變量的聲明以關鍵字val/var
開始,然後是變量名稱,最後可以加上類型(不加也可以),這裏分爲兩種情況:
- 如果指定了初始化器,那麼在不指定類型的情況下,編譯器會分析初始化器表達式的值,並把它的類型作爲變量的類型,例如下面兩個就分別爲
Int
和Double
類型:
- 如果沒有指定初始化器,需要顯示地指定它的類型,因爲此時編譯器無法推斷出它的類型:
2.2.1 可變變量和不可變變量
聲明變量的關鍵字有兩個:
(1) 不可變引用 val:
使用val
聲明的變量不能在初始化之後再次賦值,它對應的是Java
的final
變量。
默認情況下,應該儘可能地使用val
關鍵字來聲明所有的Kotlin
變量。在定義了val
變量的代碼塊執行期間,val
變量只能進行唯一一次初始化,但是,如果編譯器能確保唯一一條初始化語句會被執行,可以根據條件使用不同的值來初始化它。
(2) 可變引用 var: 這種變量的值可以改變,但是它的類型卻是改變不了的。
如果需要在變量中存儲不匹配類型的值,必須手動把值轉換或強制轉換到正確的類型。
2.2.2 字符串模板
Kotlin
可以在字符串字面值中引用局部變量,只需要在變量名稱前面加上字符$
。
- 如果要在字符串中使用
$
,需要對它進行轉義。
運行結果爲:
- 除了可以引用局部變量之外,還可以引用更加複雜的表達式,只需要把表達式用花括號擴起來。
2.3 類
2.3.1 屬性
類的概念就是把數據和處理數據的代碼封裝成一個單一的實體,在Java
中,數據存儲在字段中,並且通常是私有的。如果想讓類的使用者訪問到數據得提供訪問方法,即getter/setter
。
在Java
中,字段和其訪問器的組合常常被叫作屬性。在Kotlin
中,屬性是頭等的語言特性,完全 替代了字段和訪問器方法。在類中聲明一個屬性和聲明一個變量一樣:使用val/var
關鍵字,前者是隻讀的,而後者是可變的。
當聲明屬性的時候,就聲明瞭對應的訪問器(只讀屬性有一個gettter
,而可變屬性則有getter/setter
),例如下面的例子,聲明瞭只讀的name
屬性,可變的isMarried
屬性,其賦值和讀取的方法如下所示:
運行結果爲:
2.3.2 自定義訪問器
假設聲明一個矩形,它能判斷自己是否是正方形,那麼就不需要一個單獨的字段來存儲這個信息,此時我們可以寫一個自定義的訪問器:用val
開頭作爲聲明,緊跟着的是屬性的名稱和類型,接下來是get()
關鍵字,最後是一個函數體。
運行結果爲:
2.3.3 目錄和包
Kotlin
中包的概念和Java
類似,每個kotlin
文件都能以一個package
語句開頭,而文件中定義的所有聲明(類、函數及屬性)都會被放到這個包中。- 如果其他文件定義的聲明也有相同的包,這個文件可以直接使用它們;如果包不同,則需要導入它們,導入語句放在文件的最前面並使用
import
關鍵字。 kotlin
不區分導入的是類還是函數,而且,它允許使用import
關鍵字導入任何種類的聲明,可以直接導入頂層函數的名稱,也可以在包名稱後加上.*
來導入特定包中定義的所有聲明。- 在
Java
中,要把類放到和包結構相匹配的文件與目錄結構中,而在kotlin
中,可以把多個package
聲明不相同的類放在同一個文件夾中。
2.4 表示和處理選擇:枚舉和 when
簡單枚舉類
聲明枚舉類時,enum
是一個所謂的軟關鍵字,只有當它出現在class
前面時纔有特殊的意義,在其他地方可以當做普通名稱使用。而class
仍然是一個關鍵字,下面是一個枚舉類的聲明:
帶屬性的枚舉類
以下是一個帶屬性的枚舉類:
運行結果爲:
當聲明一個帶屬性的枚舉類時,有幾點需要注意:
-
當聲明每個枚舉常量的時候,必須提供該常量的屬性值。
-
如果要在枚舉類中定義任何方法,就要使用分號把枚舉常量列表和方法分開。
2.4.2 使用 "when” 處理枚舉類
when
是一個有返回值的表達式,因此,作爲表達式函數體,它可以去掉花括號和return
語句,並省略返回類型的聲明。
下面是一個通過when
處理枚舉類的例子,它和Java
中的switch
語句類似,根據when
中Color
的值走到對應的分支,除此之外,我們可以把多個值用逗號間隔,合併到同一個分支:
運行的結果爲:
2.4.3 在 “when”結構中使用任意對象
在Java
中,和when
類似的switch
語句要求必須使用常量(枚舉常量、字符串或者數字字面值)作爲 分支條件,而when
允許使用任何對象,我們使用一個函數來混合兩種顏色。下面例子中用到的setOf
是由Kotlin
標準函數庫提供的,它可以創建出一個Set
,並且會包含所有指定爲函數實參的對象,只要兩個set
中包含一樣的條目,它們就是相等的,集合的條目順序並不重要。
運行結果爲:
除此之外,我們還可以不給when
表達式提供參數,這樣分支條件就是任意的布爾表達時,這種寫法的優點是不會創建額外的對象,但代價是它更難理解。
2.4.4 智能轉換:合併類型檢查和轉換
在kotlin
中,判斷一個變量是否是某種類型需要使用is
關鍵字,它和Java
當中的instanceOf
相似。
- 在
Java
中,在檢查完後還需要顯示地加上類型轉換。 - 在
kotlin
中,如果你檢查過一個變量是某種類型,後面就不需要再轉換它,可以把它當做你檢查過的類型來使用。
我們用下面這個例子,Num
和Sum
都實現了Expr
接口,通過is
判斷它的類型,完成遞歸求和。可以看到,在is
判斷之後,不再需要轉換成Num
或Sum
,就可以直接訪問該類的成員變量。
運行結果爲:
智能轉換 只在變量經過is
檢查且之後不再發生變化 的情況下有效,當你對一個類的屬性進行智能轉換的時候,這個屬性必須是一個val
屬性,而且不能有自定義的訪問器,否則,每次對屬性的訪問是否都能返回同樣的值將無從驗證。
2.4.5 代碼塊作爲 "if" 和 "when" 的分支
if
和when
都可以使用代碼塊作爲分支體,這種情況下,代碼塊中的最後一個表達式就是結果,這個規則在所有使用代碼塊並期望得到一個結果的地方成立。同樣的規則對try
主體和catch
子句也有效。
運行結果爲:
2.5 迭代事物
2.5.1 while 循環
kotlin
和Java
一樣,有while
循環和do-while
循環,它們的語法和Java
中相應的循環完全一致。
2.5.2 迭代數字:區間和數列
而在Kotlin
中,爲了替代常見的循環用法,使用了 區間 的概念,其本質上就是兩個值之間的間隔,這兩個值通常是數字:一個起始值,一個結束值。使用..
運算符來表示區間,而結束值始終是區間的一部分。
運行結果爲:
除此之外,還有downTo
、step
和until
等用於區間的語法,用於進行循環操作,例如下面的例子downTo
用於遞減到指定的值,而step
則指定步長:
運行結果爲:
使用until
則可以使迭代不包含指定的結束值,例如下面這樣:
運行結果爲:
2.5.3 迭代 map
更新 map: 這裏我們用到了TreeMap
,在更新map
時,我們可以像使用數組一樣,只不過下標變成了key
值:
訪問 map: 下面的例子展示了for
允許允許展開迭代中的集合的元素,把展開的結果存儲到了兩個獨立的變量中:letter
是鍵、binary
是值:
運行結果爲:
2.5.4 使用 "in" 檢查集合和區間的成員
使用in
運算符來檢查一個值是否在區間中,或者它的逆運算!in
來檢查這個值是否不在區間中,區間不僅限於字符,假如有一個支持實例比較操作的任意類(實現了java.lang.Comparable
接口),就能創建這種類型的對象的區間。
運行結果爲:
2.5 kotlin 中的異常
kotlin
的異常處理和Java
以及其他許多語言的處理方式類似:一個函數可以正常結束,也可以在出現錯誤的情況下拋出異常。方法的調用者能捕獲到這個異常並處理它;如果沒有處理,異常會沿着調用棧再次拋出。
- 拋出異常時使用
throw
關鍵字,但是不必使用new
關鍵字來創建異常實例。 throw
結構是一個表達式,能作爲另一個表達式的一部分使用
2.5.1 “try” "catch" 和 "finally"
當使用帶有catch
和finally
子句的try
結構來處理異常時,下面是一個典型的結構:
和Java
最大區別就是throws
子句沒有出現在代碼中:如果使用Java
來寫這個函數,你會顯示地在函數聲明上面寫上throws IOException
。這是因爲IOException
是一個受檢異常,在Java
中,這種異常必須顯示地處理,必須聲明你的函數能拋出所有的受檢異常。
kotlin
不區分受檢異常和未受檢異常,不必指定函數拋出的異常,而且可以處理也可以不處理異常。與此同時,BufferReader.close
可能拋出需要處理的受檢異常,如果關閉失敗,大多數程序不會採取什麼有意義的行動,所以捕獲來自close
方法的異常所需的代碼是多餘的。
2.5.2 “try”作爲表達式
kotlin
中的try
關鍵字就像if
和when
一樣,引入了一個表達式,可以把它的值賦給一個變量,並且需要用花括號把語句主體括起來。如果主體包含多個表達式,那麼整個try
表達式的值就是最後一個表達式的值。
運行結果爲: