一、本文概要

本文是對<<Kotlin in Action>>的學習筆記，如果需要執行相應的程式碼可以訪問線上環境 try.kotlinlang.org，這部分的思維導圖為：

二、函式和變數

2.1 函式

2.1.1 函式的基本構成

在Kotlin中，函式的基本結構由四個部分構成：

• 函式名稱
• 引數列表
• 返回型別
• 函式體

函式的宣告以關鍵字 fun 開始，函式名稱 緊隨其後，接下來是括號括起來的 引數列表，引數列表的後面跟著 返回型別，返回型別和引數列表之間用冒號隔開，最後是函式體。

下面是一個比較大小的函式例子，上面談到的四個部分構成如圖中標註所示：

2.1.2 表示式和語句

在上面的例子中，if是表示式，而不是語句，表示式和語句的區別在於：

• 表示式 有值，並且能作為另一個表示式的一部分使用。
• 語句 總是包含著它的程式碼塊中的頂層元素，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示式。

當函式體是由單個表示式構成時，可以用這個表示式作為完整的函式體，並且去掉花括號和return語句，上面的例子就是這種情況，因此可以改寫為：

• 如果函式體寫在花括號中，我們說這個函式有 程式碼塊體
• 如果它直接返回了一個表示式，它就有 表示式體

2.1.3 省略返回型別

對於 表示式體函式，可以省略返回型別，因為編譯器會分析作為函式體的表示式，並把它的型別作為函式的返回型別，這種分析稱為 型別推導。但是對於有返回值的 程式碼塊體函式，必須顯示地寫出返回型別和return語句。

上面的例子可以簡化為：

2.2 變數

在Kotlin中，變數的宣告以關鍵字val/var開始，然後是變數名稱，最後可以加上型別（不加也可以），這裡分為兩種情況：

• 如果指定了初始化器，那麼在不指定型別的情況下，編譯器會分析初始化器表示式的值，並把它的型別作為變數的型別，例如下面兩個就分別為Int和Double型別：

  

• 如果沒有指定初始化器，需要顯示地指定它的型別，因為此時編譯器無法推斷出它的型別。

  

2.2.1 可變變數和不可變變數

宣告變數的關鍵字有兩個：

(1) 不可變引用 val

使用val宣告的變數不能在初始化之後再次賦值，它對應的是Java的final變數。 預設情況下，應該儘可能地使用val關鍵字來宣告所有的Kotlin變數。在定義了val變數的程式碼塊執行期間，val變數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

這種變數的值可以改變，但是它的型別卻是改變不了的。

如果需要在變數中儲存不匹配型別的值，必須手動把值轉換或強制轉換到正確的型別。

2.2.2 字串模板

• Kotlin可以在字串字面值中引用區域性變數，只需要在變數名稱前面加上字元$。

  

• 如果要在字串中使用$，需要對它進行轉義。

  

  執行結果為：

  

• 除了可以引用區域性變數之外，還可以引用更加複雜的表示式，只需要把表示式用花括號擴起來。

  

2.3 類

2.3.1 屬性

類的概念就是把資料和處理資料的程式碼封裝成一個單一的實體，在Java中，資料儲存在欄位中，並且通常是私有的。如果想讓類的使用者訪問到資料得提供訪問方法，即getter/setter。

在Java中，欄位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 替代了欄位和訪問器方法。在類中宣告一個屬性和宣告一個變數一樣：使用val/var關鍵字，前者是隻讀的，而後者是可變的。

當宣告屬性的時候，就宣告瞭對應的訪問器（只讀屬性有一個gettter，而可變屬性則有getter/setter），例如下面的例子，宣告瞭只讀的name屬性，可變的isMarried屬性，其賦值和讀取的方法如下所示：

執行結果為：

2.3.2 自定義訪問器

假設宣告一個矩形，它能判斷自己是否是正方形，那麼就不需要一個單獨的欄位來儲存這個資訊，此時我們可以寫一個自定義的訪問器：用val開頭作為宣告，緊跟著的是屬性的名稱和型別，接下來是get()關鍵字，最後是一個函式體。

執行結果為：

2.3.3 目錄和包

• Kotlin中包的概念和Java類似，每個kotlin檔案都能以一個package語句開頭，而檔案中定義的所有宣告（類、函式及屬性）都會被放到這個包中。
• 如果其他檔案定義的宣告也有相同的包，這個檔案可以直接使用它們；如果包不同，則需要匯入它們，匯入語句放在檔案的最前面並使用import關鍵字。
• kotlin不區分匯入的是類還是函式，而且，它允許使用import關鍵字匯入任何種類的宣告，可以直接匯入頂層函式的名稱，也可以在包名稱後加上.*來匯入特定包中定義的所有宣告。
• 在Java中，要把類放到和包結構相匹配的檔案與目錄結構中，而在kotlin中，可以把多個package宣告不相同的類放在同一個資料夾中。

2.4 表示和處理選擇：列舉和 when

2.4.1 宣告列舉類

簡單列舉類

宣告列舉類時，enum是一個所謂的軟關鍵字，只有當它出現在class前面時才有特殊的意義，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，下面是一個列舉類的宣告：

帶屬性的列舉類

以下是一個帶屬性的列舉類：

執行結果為：

當宣告一個帶屬性的列舉類時，有幾點需要注意：

• 當宣告每個列舉常量的時候，必須提供該常量的屬性值。
• 如果要在列舉類中定義任何方法，就要使用分號把列舉常量列表和方法分開。

2.4.2 使用 "when” 處理列舉類

when是一個有返回值的表示式，因此，作為表示式函式體，它可以去掉花括號和return語句，並省略返回型別的宣告。

下面是一個通過when處理列舉類的例子，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：

執行的結果為：

2.4.3 在 “when”結構中使用任意物件

在Java中，和when類似的switch語句要求必須使用常量（列舉常量、字串或者數字字面值）作為 分支條件，而when允許使用任何物件，我們使用一個函式來混合兩種顏色。下面例子中用到的setOf是由Kotlin標準函式庫提供的，它可以建立出一個Set，並且會包含所有指定為函式實參的物件，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。

執行結果為：

除此之外，我們還可以不給when表示式提供引數，這樣分支條件就是任意的布林表達時，這種寫法的優點是不會建立額外的物件，但代價是它更難理解。

2.4.4 智慧轉換：合併型別檢查和轉換

在kotlin中，判斷一個變數是否是某種型別需要使用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型別轉換。
• 在kotlin中，如果你檢查過一個變數是某種型別，後面就不需要再轉換它，可以把它當做你檢查過的型別來使用。

我們用下面這個例子，Num和Sum都實現了Expr介面，通過is判斷它的型別，完成遞迴求和。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數。

執行結果為：

智慧轉換 只在變數經過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慧轉換的時候，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 程式碼塊作為 "if" 和 "when" 的分支

if和when都可以使用程式碼塊作為分支體，這種情況下，程式碼塊中的最後一個表示式就是結果，這個規則在所有使用程式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。

執行結果為：

2.5 迭代事物

2.5.1 while 迴圈

kotlin和Java一樣，有while迴圈和do-while迴圈，它們的語法和Java中相應的迴圈完全一致。

2.5.2 迭代數字：區間和數列

在Java當中，對於迴圈的處理方式為：先初始化變數，在迴圈的每一步更新它的值，並在值滿足某個限制條件時退出迴圈。

而在Kotlin中，為了替代常見的迴圈用法，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..運算子來表示區間，而結束值始終是區間的一部分。

執行結果為：

除此之外，還有downTo、step和until等用於區間的語法，用於進行迴圈操作，例如下面的例子downTo用於遞減到指定的值，而step則指定步長：

執行結果為：

使用until則可以使迭代不包含指定的結束值，例如下面這樣：

執行結果為：

2.5.3 迭代 map

更新 map

這裡我們用到了TreeMap，在更新map時，我們可以像使用陣列一樣，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，把展開的結果儲存到了兩個獨立的變數中：letter是鍵、binary是值：

執行結果為：

2.5.4 使用 "in" 檢查集合和區間的成員

使用in運算子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，區間不僅限於字元，假如有一個支援例項比較操作的任意類（實現了java.lang.Comparable介面），就能建立這種型別的物件的區間。

執行結果為：

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：一個函式可以正常結束，也可以在出現錯誤的情況下丟擲異常。方法的呼叫者能捕獲到這個異常並處理它；如果沒有處理，異常會沿著呼叫棧再次丟擲。

• 丟擲異常時使用throw關鍵字，但是不必使用new關鍵字來建立異常例項。
• throw結構是一個表示式，能作為另一個表示式的一部分使用。

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子句沒有出現在程式碼中：如果使用Java來寫這個函式，你會顯示地在函式宣告上面寫上throws IOException。這是因為IOException是一個受檢異常，在Java中，這種異常必須顯示地處理，必須宣告你的函式能丟擲所有的受檢異常。

  

• kotlin不區分受檢異常和未受檢異常，不必指定函式丟擲的異常，而且可以處理也可以不處理異常。
• 與此同時，BufferReader.close可能丟擲需要處理的受檢異常，如果關閉失敗，大多數程式不會採取什麼有意義的行動，所以捕獲來自close方法的異常所需的程式碼是多餘的。

2.5.2 “try”作為表示式

kotlin中的try關鍵字就像if和when一樣，引入了一個表示式，可以把它的值賦給一個變數，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示式，那麼整個try表示式的值就是最後一個表示式的值。

執行結果為：

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