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、基本資料型別和其它基本型別

2.1 基本型別：Int、Boolean 及其它

Java把基本資料型別和引用型別做了區分：

• 基本資料型別，例如int的變數直接儲存了它的值，我們不能對這些值呼叫方法，或者把它們放到集合中。
• 引用型別的變數儲存的是指向包含該物件的記憶體地址的引用。

Kotlin不區分基本資料型別和引用型別，它使用的永遠是一個型別（例如Int），此外，你還能對一個數字型別的值呼叫方法。

在執行時，數字型別會盡可能地使用最高效的方式來表示，大多數情況下，對於變數、屬性、引數和返回型別，Kotlin的Int型別會被編譯成Java基本資料型別int。唯一不可行的例外是泛型類，例如集合，用作泛型型別引數的基本資料型別會被編譯成物件的Java包型別。

對應到Java基本資料型別的型別完整列表如下：

• 整數型別：Byte、Short、Int、Long
• 浮點數型別：Float、Double
• 字元型別：Char
• 布林型別：Boolean

像Int這樣的Kotlin型別在底層可以輕易地編譯成對應的Java基本資料型別。而在Kotlin中使用Java宣告時，Java基本資料型別會變成非空型別，因為它們不能持有null值。

2.2 可空的基本資料型別：Int?、Boolean? 及其它

Kotlin中的可空型別不能用Java的基本資料型別表示，因為null只能被儲存在Java的引用型別的變數中。任何時候，只要使用了基本資料型別的可空版本，它就會被編譯成對應的包裝型別，並且不能比較兩個可空基本資料型別的大小，因為它們之中任何一個都可能為null。

除此之外，泛型類是包裝型別應用的另一種情況，如果你 用基本資料型別作為泛型類的型別引數，那麼 Kotlin 會使用該型別的包裝形式，例如下面這段程式碼，就會建立一個Integer包裝類的列表，儘管你從來沒有指定過可空型別或者用過null值：

val listOfInts = listOf(1, 2, 3)
複製程式碼

這是由Java虛擬機器實現泛型的方式決定的，JVM不支援用基本資料型別作為型別引數，所以泛型類必須始終使用型別的包裝表示。

2.3 數字轉換

Kotlin和Java之間一條重要的區別就是處理數字轉換的方式，Kotlin不會自動地把數字從一種型別轉換成另一種，即便是轉換成範圍更大的型別，我們必須 顯示地轉換，對每一種基本資料型別都定義有轉換函式：toByte()、toShort()、toChar()等，這些函式支援雙向轉換：

在比較裝箱值的時候，比較兩個裝箱值的equals不僅會檢查它們儲存的值，還要比較裝箱型別，也就是說new Integer(42).equals(new Long(42))會返回false。

基本資料型別字面值

Kotlin除了支援簡單的十進位制數字之外，還支援下面這些在程式碼中書籤數字字面值的方式：

• 使用字尾L表示Long：123L
• 使用標準浮點數表示Double：0.12、1.2e10和1.2e-10。
• 使用字尾F表示Float：123.4f、.456F和1e3f。
• 使用字首0x或者0X表示十六進位制：0xbcdL。
• 使用字首0b或者0B表示二進位制字面值：0b0001。

當你使用數字字面值去初始化一個型別已知的變數時，又或是把字面值作為實參傳給函式時，必要的轉換會自動地發生。

此外，算術運算子也被過載了，它們可以接收所有適當的數字型別。

2.4 根型別：Any 和 Any?

Any型別是Kotlin所有非空型別的超型別，包括像Int這樣的基本資料型別，和Java一樣，把基本資料型別的值賦給Any型別的變數會自動裝箱。

在Kotlin中，如果你需要可以持有任何可能值的變數，包括null在內，必須使用Any?型別。

在底層，Any型別對應java.lang.Object，Kotlin把Java方法引數和返回型別中用到的Object型別看作Any，當Kotlin函式函式中使用Any時，它會被編譯成Java位元組碼中的Object。

所有的Kotlin類都包含下面三個方法：toString、equals和hashCode，這些方法都繼承自Any。Any不能使用其它Object的方法（例如wait和notify），但是可以通過手動把值轉換成java.lang.Object來呼叫這些方法。

2.5 Unit 型別：Kotlin 的 void

Kotlin中的Unit型別完成了Java中的void一樣的功能，當函式沒有有意思的結果要返回時，它可以用作函式的返回型別：

fun f() : Unit { .. }
複製程式碼

Unit是一個完備的型別，可以作為型別引數，而void卻不行。只存在一個值是Unit型別，這個值也叫做Unit，並且（在函式中）會被隱式地返回，當你在重寫返回泛型引數的函式時這非常有用，只需要讓方法返回Unit型別的值：

執行結果為：

2.6 這個函式永不返回：Nothing

對於某些Kotlin函式來說，“返回型別”的概念沒有任何意義，因為它們從來不會成功地結束，Kotlin使用一種特殊的返回型別Nothing來表示：

執行結果為：

Nothing型別沒有任何值，只有被當作函式返回值使用，或者被當作泛型函式返回值的型別引數使用才會有意義，在其它情況下，宣告一個不能儲存任何值的變數沒有任何意義。

返回Nothing的函式可以放在Elvis運算子的右邊來做先決條件檢查：

執行結果為：

三、集合和陣列

3.1 可空性和集合

在 Kotlin 知識梳理(6) - Kotlin 的可空性 中，我們討論了可空型別的概念，但僅僅簡略地談到型別引數的可空性，其實集合也可以持有null元素，和變數可以持有null一樣，型別在被當作型別引數時也可以用同樣的方式來標記。

下面我們建立一個包含可空值的集合，之後遍歷該集合，列印出有效的數字之和以及為null的集合元素個數：

執行結果為：

3.2 只讀集合與可變集合

Kotlin的集合設計與Java不同的另一項重要特質是：它把訪問集合資料的介面和修改集合資料的結構分開了：

• kotlin.collections.Collection：使用這個介面，可以遍歷集合中的元素、獲取集合大小、判斷集合中是否包含某個元素，執行其他從該集合中讀取資料的操作。
• kotlin.collections.MutableCollection：修改集合中的資料。

一般的原則是：在程式碼的任何地方都應該使用只讀介面，只在程式碼需要修改集合的地方使用可變介面的變體。

下面的例子演示瞭如何使用只讀集合和可變集合：

執行結果為：

3.3 Kotlin 集合和 Java

每一個Kotlin介面都是其對應Java集合介面的一個例項，在Kotlin和Java之間轉移並不需要轉換；不需要包裝器也不需要拷貝資料。

每一種Java集合介面在Kotlin中都有兩種表示：一種是隻讀的，另一種是可變的。在下圖當中，可以看出Kotlin集合介面的層級結構，Java類ArrayList和HashSet都繼承了Kotlin可變介面。

Kotlin中只讀介面和可變介面的基本結構與java.util中的Java集合介面的結構是平行的。可變介面直接對應java.util包中的介面，而它們的只讀版本缺少了所有產生改變的方法。

上圖中包含了Java類中的ArrayList和HashSet，在Kotlin看來，它們分別繼承自MutableList和MutableSet介面，這樣既得到了相容性，也得到了可變介面和只讀介面之間清晰的分離。

除了集合之外，Kotlin中Map類也被表示成了兩種不同的版本：Map和MutableMap。我們之前見到的listOf/setOf/mapOf所返回的都是隻讀版本。

當你有一個使用java.util.Collection做形參的Java方法，可以把任意Collection或MutableCollection的值作為實參傳遞給這個形參。Java並不會區分只讀集合和可變集合，也就是說即使Kotlin中把集合宣告成只讀的，Java程式碼也可以修改這個集合，例如下面的程式碼，雖然我們將printInUppercase接收的list引數宣告為只讀的，但是仍然可以通過Java程式碼修改它。

//CollectionUtils.java
public class CollectionUtils {
    public static List<String> uppercaseAll(List<String> items) {
        for (int i = 0; i < items.size(); i++) {
            items.set(i, items.get(i).toUpperCase());
        }
        return items;
    }
}

//collections.kt
fun printInUppercase(list : List<String>) {
    println(CollectionUtils.uppercaseAll(list));
    println(list.first())
}
複製程式碼

3.4 作為平臺型別的集合

前面我們介紹過，Kotlin把那些定義在Java程式碼中的型別看成 平臺型別，Kotlin沒有任何關於平臺型別的可空性資訊，所以編譯器允許Kotlin程式碼將其視為可空或者非空，同樣，Java中宣告的集合型別的變數也被視為平臺型別。

當我們需要重寫或者實現簽名中有集合型別的Java方法時，這些差異才變得重要，我們需要決定使用哪一種Kotlin型別來表示這個Java型別，它們會反映在產生的Kotlin引數型別中：

• 集合是否為空？
• 集合中的元素是否為空？
• 你的方法會不會修改集合？

例如下面這個使用集合引數的Java介面：

interface DataParser<T> {
    void parseData(String input, List<T> output, List<String> errors);
}
複製程式碼

我們的選擇為：

• List<String>將是非空的，因為呼叫者總是需要接收錯誤資訊。
• 列表中的元素將是可空的，因為不是每個輸出列表中的條目都有關聯的錯誤資訊。
• List<String>將是可變的，因為實現程式碼需要向其中新增元素。

那麼Kotlin的實現如下：

class PersonParser : DataParser<Person> {
    override fun parseData(input : String, output : MutableList<Person>, 
        errors : MutableList<String?>)
}
複製程式碼

3.5 物件和基本資料型別的陣列

Kotlin中的一個陣列是一個帶有型別引數的類，其元素型別被指定為相應的型別引數，要在Kotlin中建立陣列，有下面這些方法供你選擇：

• arrayOf函式建立一個陣列，它包含的元素是指定為該函式的實參
• arrayOfNulls建立一個給定大小的陣列，包含的是null元素，當然，它只能用來建立包含元素型別可空的陣列
• Array構造方法接收陣列的大小和一個lambda表示式，呼叫lambda表示式來建立每一個陣列元素，這就是使用非空元素型別來初始化陣列，但不用顯示地傳遞每個元素的方式

執行結果為：

建立沒有裝箱的基本資料型別的陣列

陣列型別的型別引數始終會變成物件型別，因此，如果你宣告瞭一個Array<Int>，它將會是一個包含裝箱整型的陣列，如果你需要建立沒有裝箱的基本資料型別的陣列，必須使用一個基本資料型別陣列的特殊類。

Kotlin提供了若干個獨立的類，每一種基本資料型別對應一個，例如Int型別值的陣列叫作IntArray，要建立一個基本資料型別的陣列，有如下的選擇：

• 該型別的構造方法接收size引數並返回一個使用對應基本資料型別預設值初始化好的陣列。
• 工廠函式（例如IntArray的intArrayOf，以及其他陣列型別的函式）接收變長引數的值並建立和儲存這些值的陣列。
• 另一種構造方法，接收一個大小和一個用來初始化每個元素的lambda。

執行結果為：

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