From Java To Kotlin, 空安全、擴充套件、函式、Lambda
概述（Summarize）
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• Kotlin 是什麼？
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• 可以做什麼？
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• Android 官方開發語言從Java變為Kotlin,Java 有哪些問題？
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• Kotlin的優點
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• Kotlin 特性（Features）
Kotlin 是什麼？
Kotlin 出自於捷克一家軟體研發公司 JetBrains ，這家公司開發出很多優秀的 IDE，如 IntelliJ IDEA、DataGrip 等都是它的傑作，包括 Google 官方的 Android IDE -- Android Studio ，也是 IntelliJ IDEA 的外掛版。
Kotlin 源於 JetBrains 的聖彼得堡團隊，名稱取自聖彼得堡附近的一個小島 ( Kotlin Island ) ，和 Java一樣用島嶼命名，JetBrains 在 2010 年首次推出 Kotlin 程式語言，並在次年將之開源。
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• Kotlin 是一種在 Java 虛擬機器上執行的靜態型別程式語言，被稱之為 Android 世界的Swift。
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• Kotlin 可以編譯成Java位元組碼。也可以編譯成 JavaScript，方便在沒有 JVM 的裝置上執行。
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• 在Google I/O 2017中，Google 宣佈 Kotlin 成為 Android 官方開發語言,替代 Java 語言。
Kotlin 程式碼會被編譯成Java位元組碼，所以和 Java 相容
可以做什麼？
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• Android
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• Server-side
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• Multiplatform Mobile
Kotlin Multiplatform Mobile is in Beta!
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• Multiplatform libraries
Create a multiPlatform library for JVM, JS, and Native platforms.
可以做很多方向的開發！
Android 官方開發語言從Java變為Kotlin,Java 有哪些問題？
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• 空引用（Null references）：Java 中的 null 值是經常導致程式執行出錯的原因之一，因為 Java 不支援空安全。
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• 更少的函數語言程式設計特性：Java 語言在函數語言程式設計方面的支援相對較弱，雖然 Java 8 引入了 Lambda 表示式和 Stream API，但是 Kotlin 語言在這方面的支援更加全面和友好。
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• 不夠靈活，缺乏擴充套件能力：我們不能給 第三方 SDK 中的classes 或者 interfaces 增加新的方法。。
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• 語法繁瑣，不夠簡潔：Java 語言比 Kotlin 語言更為冗長，需要寫更多的程式碼來完成相同的任務，這可能會降低開發效率。
Kotlin的優點
Modern, concise and safe programming language
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• 簡約：使用一行程式碼建立一個包含
getters、setters、equals()、hashCode()、toString()以及copy()的 POJO： -
• 安全：徹底告別那些煩人的 NullPointerException
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• 互操作性： Kotlin 可以與 Java 混合程式設計，Kotlin 和 Java 可以相互呼叫，目標是 100% 相容。
Kotlin 特性（Features）
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• 空安全（Null safety）
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• 型別推斷（Type inference）
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• 資料類 (Data classes)
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• 擴充套件函式 (Extension functions)
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• 智慧轉換（Smart casts）
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• 字串模板（String templates）
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• 單例（Singletons）
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• 函式型別 (Function Type )
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• Lambda 表示式
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• 高階函式（Primary constructors）
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• 函式字面量和行內函數（Function literals & inline functions）
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• 類委託（Class delegation）
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• 等等......
基本語法 （Basic Syntax ）
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• 變數（Variables）
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• 基本資料型別（ Basic Data Type ）
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• 空安全（Null Safety ）
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• 函式宣告（ Define Function ）
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• 讓函式更好的呼叫（ Making functions easier to call ）
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• 命名引數/具名引數 （Named arguments）
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• 引數預設值（Default arguments）
變數（Variables）
在 Java/C 當中，如果我們要宣告變數，我們必須要宣告它的型別，後面跟著變數的名稱和對應的值，然後以分號結尾。就像這樣：
Integer price = 100;
而 Kotlin 則不一樣，我們要使用val或者是var這樣的關鍵字作為開頭，後面跟“變數名稱”，接著是“變數型別”和“賦值語句”，最後是分號結尾。就像這樣：
/*
關鍵字 變數型別
↓ ↓ */
var price: Int = 100; /*
↑ ↑
變數名 變數值 */
在 Kotlin 裡面，程式碼末尾的分號省略不寫，就像這樣：
var price = 100 // 預設推導型別為： Int
另外，由於 Kotlin 支援型別推導，大部分情況下，我們的變數型別可以省略不寫，就像這樣：
var price = 100 // 預設推導型別為： Int
var 宣告的變數，我們叫做可變變數，它對應 Java 裡的普通變數。
val 宣告的變數，我們叫做只讀變數，它相當於 Java 裡面的 final 變數。
var price = 100
price = 101
val num = 1
num = 2 // 編譯器報錯
var, val 反編譯成 Java ：
我們已經知道了 val 屬性只有 getter，只能保證引用不變，不能保證內容不變。例如，下面的程式碼：
class PersonZ {
var name = "zhang"
var age = 30
val nickname: String
get() {
return if (age > 30) "laozhang" else "xiaozhang"
}
fun grow() {
age += 1
}
屬性 nickname 的值並非不可變，當呼叫 grow() 方法時，它的值會從 "xiaozhang" 變為 "laozhang"，
不過因為沒有 setter,所以無法直接給 nickname 賦值
編譯時常量
const 只能修飾沒有自定義 getter 的 val 屬性，而且它的值必須在編譯時確定。
val time = System.currentTimeMillis()
// 這種會報錯
const val constTime = System.currentTimeMillis()
基本資料型別（ Basic Data Type ）
Kotlin 的基本數值型別包括 Byte、Short、Int、Long、Float、Double 等。
| 型別 | 位寬度 | 備註 |
|---|---|---|
| Double | 64 | Kotlin 沒有 double |
| Float | 32 | Kotlin 沒有 float |
| Long | 64 | Kotlin 沒有 long |
| Int | 32 | Kotlin 沒有 int/Intege |
| Short | 16 | Kotlin 沒有 short |
| Byte | 8 | Kotlin 沒有 byte |
在 Kotlin 語言體系當中，是沒有原始型別這個概念的。這也就意味著，在 Kotlin 裡，一切都是物件。
空安全（Null Safety ）
既然 Kotlin 中的一切都是物件，那麼物件就有可能為空。如果我寫這樣的程式碼：
val i: Double = null // 編譯器報錯
以上的程式碼並不能透過 Kotlin 編譯。
這是因為 Kotlin 強制要求開發者在定義變數的時候，指定這個變數是否可能為 null。
對於可能為 null 的變數，我們需要在宣告的時候，在變數型別後面加一個問號“?”：
val i: Double = null // 編譯器報錯
val j: Double? = null // 編譯透過
並且由於 Kotlin 對可能為空的變數型別做了強制區分，這就意味著，“可能為空的變數”無法直接賦值給“不可為空的變數”，反過來 “不可為空的變數” 可以賦值給“可能為空的變數” 。
var i: Double = 1.0
var j: Double? = null
i = j // 編譯器報錯
j = i // 編譯透過
這麼設計的原因是，從集合邏輯上：可能為空 包含 不可為空
而如果我們實在有這樣的需求，也不難實現，只要做個判斷即可：
var i: Double = 1.0
val j: Double? = null
if (j != null) {
i = j // 編譯透過
}
函式宣告（ Define Function ）
在 Kotlin 當中，函式的宣告與 Java 不太一樣。 Java：
public String helloFunction(@NotNull String name) {
return "Hello " + name + " !";
}
Kotlin ：
/*
關鍵字 函式名 引數型別 返回值型別
↓ ↓ ↓ ↓ */
fun helloFunction(name: String): String {
return "Hello $name !"
}/* ↑
花括號內為：函式體
*/
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• 使用了 fun 關鍵字來定義函式；
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• 返回值型別，緊跟在引數的後面，這點和 Java 不一樣。
如果函式體中只有一行程式碼，可以簡寫
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• return可以省略
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• { } 花括號可以省略
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• 直接用
=連線，變成一種類似 變數賦值的 函式形式
fun helloFunton(name:String)：String = "Hello $name !"
我們稱之為單表示式函式
由於Kotlin支援型別推導，返回值型別可以省略：
fun helloFunton(name:String)：= "Hello $name !"
這樣看起來就更簡潔了。
讓函式更好的呼叫（ Making functions easier to call ）
命名引數/具名引數 （Named arguments）
以前面的函式為例子，我們呼叫它：
helloFunction("Kotlin")
和 Java 一樣。
不過，Kotlin 提供了一些新的特性，如命名函式引數 舉個例子，現在有一個函式：
fun createUser(
name: String,
age: Int,
gender: Int,
friendCount: Int,
feedCount: Int,
likeCount: Long,
commentCount: Int
) {
//..
}
如果像 Java 那樣呼叫：
createUser("Tom", 30, 1, 78, 2093, 10937, 3285)
就要嚴格按照引數順序傳參：
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• 引數順序調換，引數就傳錯了，不好維護。
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• 當引數是一堆數字，很難知道數字對應的形參，可讀性不高。
Kotlin 引數呼叫：
createUser(
name = "Tom",
age = 30,
gender = 1,
friendCount = 78,
feedCount = 2093,
likeCount = 10937,
commentCount = 3285
)
我們把函式的形參加了進來，形參和實參用 = 連線，建立了兩者的對應關係。這樣可讀性更強。
如果想修改某個引數例如feedCount也可以很方便的定位到引數。 這樣易維護
引數預設值（Default arguments）
fun createUser(
name: String,
age: Int,
gender: Int = 1,
friendCount: Int = 0,
feedCount: Int = 0,
likeCount: Long = 0L,
commentCount: Int = 0
) {
//..
}
gender、likeCount 等引數被賦予了預設值，當我們呼叫時，有些有預設值的引數就可以不傳參，Kotlin編譯器自動幫我們填上預設值。
createUser(
name = "Tom",
age = 30,
friendCount = 50
)
在 Java 當中要實現類似的邏輯，我們就必須手動定義新的“3 個引數的 createUser 函式”，或者是使用 Builder 設計模式。
Classes and Objects
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• 類 （Class）
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• 抽象類 (Abstract Class)
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• 繼承（Extend）
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• 介面和實現 （Interface and implements）
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• 巢狀類和內部類（ Nested and Inner Classes ）
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• 資料類（Data Class ）
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• object 關鍵字
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• object：匿名內部類
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• object：單例模式
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• object：伴生物件
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• 擴充套件 (Extension)
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• 什麼是擴充套件函式和擴充套件屬性？
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• 擴充套件函式在 Android 中的案例
類 （Class）
Java
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 屬性 name 沒有 setter
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
Class
Kotlin
class Person(val name: String, var age: Int)
Kotlin 定義類，同樣使用 class 關鍵字。
Kotlin 定義的類在預設情況下是 public 的。
編譯器會幫我們生成“建構函式”，
對於類當中的屬性，Kotlin 編譯器也會根據實際情況，自動生成 getter 和 setter。
和Java相比 Kotlin 定義一個類足夠簡潔。
抽象類與繼承
抽象類 (Abstract Class)
abstract class Person(val name: String) {
abstract fun walk()
// 省略
}
繼承（Extend）
// Java 的繼承
// ↓
public class MainActivity extends Activity {
@Override
void onCreate(){ ... }
}
// Kotlin 的繼承
// ↓
class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate() { ... }
}
* * *
介面和實現 （Interface and implements）
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Kotlin 當中的介面（interface），和 Java 也是大同小異的，它們都是透過 interface 這個關鍵字來定義的。
interface Behavior {
fun walk()
}
class Person(val name: String): Behavior {
override fun walk() {
// walk
}
// ...
}
可以看到在以上的程式碼中，我們定義了一個新的介面 Behavior，它裡面有一個需要被實現的方法 walk，然後我們在 Person 類當中實現了這個介面。
**Kotlin 的繼承和介面實現語法基本上是一樣的。**
* * *
Kotlin 的介面，跟 Java 最大的差異就在於，介面的方法可以有預設實現，同時，它也可以有屬性。
interface Behavior {
// 介面內的可以有屬性
val canWalk: Boolean
// 介面方法的預設實現
fun walk() {
if (canWalk) {
// do something
}
}
}
class Person(val name: String): Behavior {
// 重寫介面的屬性
override val canWalk: Boolean
get() = true
}
我們在介面方法當中，為 walk() 方法提供了預設實現，如果 canWalk 為 true，才執行 walk 內部的具體行為。
Kotlin 當中的介面，被設計得更加強大了。
在 Java 1.8 版本當中，Java介面也引入了類似的特性。
* * *
巢狀類和內部類（ Nested and Inner Classes ）
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Java 當中，最常見的巢狀類分為兩種：**非靜態內部類**、**靜態內部類**。Kotlin 當中也有一樣的概念。
class A {
class B {
}
}
以上程式碼中，B 類，就是 A 類裡面的巢狀類。
**注意:** 無法在 B 類當中訪問 A 類的屬性和成員方法。
因為Kotlin 預設巢狀類（B類）是一個靜態內部類
Kotlin 巢狀類反編譯成 Java 程式碼：
* * *
public class JavaOuterInnerClass2 {
// 內部類
public class InnerClass {
}
// 靜態內部類
public static final class StaticInnerClass{
}
}
透過 javac 命令 編譯成 class 檔案後：
* • InnerClass
* • StaticInnerClass
透過.class 可以發現，
`$InnerClass` 持有外部類的引用。
`$StaticInnerClass` 不持有外部類的引用。
Java 當中的巢狀類，預設情況下，沒有 **static關鍵字** 時，它就是一個**內部類**，這樣的內部類是會**持有外部類的引用的**。 所以，這樣的設計在 Java 當中會非常容易出現**記憶體洩漏！** 而我們之所以會犯這樣的錯誤，往往只是因為忘記加`static`關鍵字。
Kotlin 則恰好**相反**，在預設情況下，**巢狀類變成了靜態內部類**，而這種情況下的巢狀類是**不會持有外部類引用的**。只有當我們真正需要訪問外部類成員的時候，我們才會加上 **inner 關鍵字**。這樣一來，預設情況下，開發者是不會犯錯的，只有手動加上 `inner` 關鍵字之後，才可能會出現記憶體洩漏，而當我們加上 inner 之後，其實往往也就能夠意識到記憶體洩漏的風險了。
* * *
資料類（Data Class ）
----------------
Koltin 資料類 ，就是用於存放資料的類,等價於 **POJO** （Plain Ordinary Java Object）。要定義一個資料類，我們只需要在普通的類前面加上一個關鍵字 `data`，就可以把它變成一個"資料類"。
// 資料類當中，最少要有一個屬性
↓
data class Person(val name: String, val age: Int)
編譯器會為資料類自動生成一些 POJO 常用的方法
* • getter()
* • setter()
* • equals()；
* • hashCode()；
* • toString()；
* • componentN() 函式；
* • copy()。
* * *
Koltin 資料類反編譯成 Java程式碼：
* * *
object 關鍵字
----------
`fun` 關鍵字代表了定義函式，`class` 關鍵字代表了定義類，這些都是固定的，`object` 關鍵字，卻有三種迥然不同的語義，分別可以定義：
* • 匿名內部類；
* • 單例模式；
* • 伴生物件。
之所以會出現這樣的情況，是因為 Kotlin 的設計者認為：
這三種語義**本質**上都是在**定義一個類的同時還建立了物件**。
在這樣的情況下，與其分別定義三種不同的關鍵字，還不如將它們統一成 object 關鍵字。
* * *
### object：匿名內部類
在 Java 開發當中，我們經常需要寫類似這樣的程式碼：
public interface Runnable {
void run();
}
public static void main(String[] args) {
// 建立Runnable物件並使用匿名內部類重寫run方法
Runnable runnable = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("Runnable is running");
}
};
// 建立Thread物件並將Runnable作為引數傳入
Thread thread = new Thread(runnable);
// 啟動執行緒
thread.start();
}
這是典型的匿名內部類寫法。
在 Kotlin 當中，我們會使用 `object` 關鍵字來建立匿名內部類。
interface Runnable {
fun run()
}
@JvmStatic
fun main(args: Array
// 建立Runnable物件並使用匿名內部類重寫run方法
val runnable: Runnable = object : Runnable {
override fun run() {
println("Runnable is running")
}
}
// 建立Thread物件並將Runnable作為引數傳入
val thread: Thread = Thread(runnable)
// 啟動執行緒
thread.start()
}
* * *
### object:單例模式
在 Kotlin 當中，要實現單例模式其實非常簡單，我們直接用 object 修飾類即可：
object UserManager {
fun login() {}
}
可以看出，Kotlin 生成單例，程式碼量非常少
反編譯後的 Java 程式碼：
public final class UserManager {
public static final UserManager INSTANCE;
static {
UserManager var0 = new UserManager();
INSTANCE = var0;
}
private UserManager() {}
public final void login() {}
}
Kotlin 編譯器會將其**轉換成靜態程式碼塊的單例模式**。
雖然具有簡潔的優點，但同時也存在兩個缺點。
* • 不支援懶載入。
* • 不支援傳參構造單例。
### object：伴生物件
Kotlin 當中**沒有** static 關鍵字，所以我們沒有辦法直接定義靜態方法和靜態變數。不過，Kotlin 還是為我們提供了伴生物件，來幫助實現靜態方法和變數。
Kotlin 伴生：
companion object {
const val LEARNING_FRAGMENT_INDEX = 0
fun jumpToMe(context: Context, index: Int) {
context.startActivity(Intent(context, TrainingHomeActivity::class.java).apply {
putExtra(FRAGMENT_INDEX, index)
})
}
}
反編譯後的 Java 程式碼：
private Companion() { }
public static final Companion Companion = new Companion((DefaultConstructorMarker)null);
public static final int LEARNING_FRAGMENT_INDEX = 0;
public static final class Companion {
public final void jumpToMe(@NotNull Context context, int index) {
}
}
可以看到jumpToMe()並不是靜態方法，它實際上是透過呼叫單例 Companion 的例項上的方法實現的。
* * *
擴充套件 (Extension)
--------------
Kotlin 的擴充套件（Extension），主要分為兩種語法：
第一個是**擴充套件函式**，
第二個是**擴充套件屬性**。
從語法上看，擴充套件**看起來**就像是我們從類的外部為它擴充套件了新的成員。
場景：假如我們想修改 JDK 當中的 String，想在它的基礎上增加一個方法“lastElement()”來獲取末尾元素，如果使用 Java，我們是無法透過常規手段實現的，因為我們沒辦法修改 JDK 的原始碼。**任何第三方提供的 SDK，我們都無權修改**。
不過，藉助 Kotlin 的擴充套件函式，我們就完全可以在**語義層面**，來為第三方 SDK 的類**擴充套件**新的成員方法和成員屬性。
### 擴充套件函式
擴充套件函式，就是從類的外部擴充套件出來的一個函式，這個函式看起來就像是類的成員函式一樣
Extension.kt
/*
① ② ③ ④
↓ ↓ ↓ ↓ */
fun String.lastElement(): Char? {
// ⑤
// ↓
if (this.isEmpty()) {
return null
}
return this[length - 1]
}
// 使用擴充套件函式
fun main() {
val msg = "Hello Wolrd"
// lastElement就像String的成員方法一樣可以直接呼叫
val last = msg.lastElement() // last = d
}
* • 註釋①，fun關鍵字，代表我們要定義一個函式。也就是說，不管是定義普通 Kotlin 函式，還是定義擴充套件函式，我們都需要 fun 關鍵字。
* • 註釋②，“String.”，代表我們的擴充套件函式是為 String 這個類定義的。在 Kotlin 當中，它有一個名字，叫做接收者（Receiver），也就是擴充套件函式的接收方。
* • 註釋③，lastElement()，是我們定義的擴充套件函式的名稱。
* • 註釋④，“Char?”，代表擴充套件函式的返回值是可能為空的 Char 型別。
* • 註釋⑤，“this.”，代表“具體的 String 物件”，當我們呼叫 msg.lastElement() 的時候，this 就代表了 msg。
* * *
擴充套件函式反編譯成 Java 程式碼：
public final class StringExtKt {
@Nullable
public static final Character lastElement(@NotNull String \(this\)lastElement) {
// 省略
}
}
而如果我們將上面的 StringExtKt 修改成 StringUtils，它就變成了典型的 Java 工具類
public final class StringUtils {
public static final Character lastElement(String $this) {
// 省略
}
}
public static final void main() {
Character last = StringUtils.lastElement(msg);
}
所以 Kotlin 擴充套件函式 **本質** 上和 Java靜態方法 是一樣的。
只是編譯器幫我們做了很多事情， 讓程式碼寫起來更簡潔。
* * *
### 擴充套件屬性
而擴充套件屬性，則是在類的外部為它定義一個新的成員屬性。
// 接收者型別
// ↓
val String.lastElement: Char?
get() = if (isEmpty()) {
null
} else {
get(length - 1)
}
fun main() {
val msg = "Hello Wolrd"
// lastElement就像String的成員屬性一樣可以直接呼叫
val last = msg.lastElement // last = d
}
* * *
擴充套件函式/擴充套件屬性對比
轉換成Java程式碼後，擴充套件函式和擴充套件屬性程式碼一致，
和 `StringUtils.lastElement(msg); }` 用法是一樣的。
擴充套件最主要的用途，就是用來取代 Java 當中的各種工具類，比如StringUtils、DateUtils 等等。
* * *
### 擴充套件函式在 Android 中的案例
**用擴充套件函式簡化Toast的用法：**
這是Toast的標準用法,在介面上彈出一段文字提示，程式碼很長。
Toast.makeText(context, "This is Toast",Toast.LENGTH_SHORT).show()
還容易忘記調show()函式，造成Toast 沒有彈出。
**用擴充套件函式改寫後：**
fun String.showToast(context: Context) {
Toast.makeText(context, this, Toast.LENGTH_SHORT).show()
}
呼叫時，只需要在要展示的內容後面調一下showToast（），這樣就簡潔了很多。
"This is Toast".showToast(context)
* * *
函式與 Lambda 表示式
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* • 函式型別（Function Type）
* • 函式引用 (Function reference）
* • 高階函式（Higher-order function）
* • 匿名函式 （Anonymous function）
* • Lambda Expressions
* • 函式式（SAM）介面
* • SAM 轉換
* • 高階函式應用
* * *
函式型別（Function Type）
-------------------
函式型別（Function Type）就是**函式的**
**型別**， 在 Kotlin 的世界裡，函式是一等公民 既然變數可以有型別，函式也可以有型別。
// (Int, Int) ->Float 這就是 add 函式的型別
// ↑ ↑ ↑
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
將第三行程式碼裡的“ **Int** **Int** **Float**”抽出來，就可以確定該函式的型別。
將函式的“引數型別”和“返回值型別”抽象出來後，加上`（）`，`->` 符號加工後，就得到了“函式型別”。
`(Int, Int) ->Float` 就代表了引數型別是兩個 Int，返回值型別為 Float 的函式型別。
* * *
函式引用(Function reference）
------------------------
普通的變數有引用的概念，我們可以將一個變數賦值給另一個變數，這一點，在函式上也是同樣適用的，函式也有引用，並且也可以賦值給變數。
前面定義的 add 函式,賦值給另一個函式變數時，不能直接用的,
需要使用::運算子 , 後跟要引用的函式名,獲得函式引用後才可以去賦值。
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
// 變數 函式型別 函式引用
// ↑ ↑ ↑
val function: (Int, Int) -> Float = ::add
println(function(2, 3)) // 輸出 5
加了雙冒號:: , 這個函式才變成了一個**物件**，只有物件才能被賦值給變數。
* * *
* * *
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
fun testGaojie() {
println( ::add )
println( (::add)(2, 3) )// 輸出 5.0
}
透過反編譯成 Java 程式碼，可以看出。
`::add` 等價於 `Function2 var1 = new Function2(...)` ，
是一個FunctionN 型別的物件。
反編譯成 Java程式碼：
public final void testGaojie() {
// println( ::add )
Function2 var1 = new Function2((GaojieFunTest)this) {
public Object invoke(Object var1, Object var2) {
return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
}
public final float invoke(int p1, int p2) {
return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
}
};
System.out.println(var1);
// println( (::add)(2, 3) )
float var2 = ((Number)((Function2)(new Function2((GaojieFunTest)this) {
public Object invoke(Object var1, Object var2) {
return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
}
public final float invoke(int p1, int p2) {
return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
}
})).invoke(2, 3)).floatValue();
System.out.println(var2);
}
* * *
* * *
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
fun testGaojie() {
println( add(2, 3) )// 輸出 5.0
val function: (Int, Int) -> Float = ::add
println( function(2, 3) ) // 輸出 5.0
println( function.invoke(2, 3) ) // 輸出 5.0
}
將 testGaojie（）轉換成 Java 程式碼。可以看到在 Java 裡, **函式型別**被宣告為**普通的介面**：一個函式型別的變數是FunctionN介面的一個實現。Kotlin標準庫定義了一系列的**介面**，這些介面對應於**不同引數數量**的**函式**：`Function0<R>`（沒有引數的函式）、`Function2<P1,P2,R>`（2個引數的函式）...`Function22<P1,P2 ... R>`。每個介面定義了一個`invoke()`方法，呼叫這個方法就會執行函式。一個**函式型別的變數**就是實現了對應的FunctionN介面的**實現類**的**例項**。實現類的`invoke()`方法包含了 **函式引用**對應的**函式**的**函式體**
反編譯成 Java程式碼：
public final void testGaojie() {
// println( add(2, 3) )
float var1 = this.add(2, 3);
System.out.println(var1);
// val function: (Int, Int) -> Float = ::add
Function2 function = (Function2)(new Function2((GaojieFunTest)this) {
// \(FF: synthetic method
// \)FF: bridge method
public Object invoke(Object var1, Object var2) {
return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
}
public final float invoke(int p1, int p2) {
return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
}
});
// println( function(2, 3) ) // 輸出 5.0
float var2 = ((Number)function.invoke(2, 3)).floatValue();
System.out.println(var2);
// println( function.invoke(2, 3) ) // 輸出 5.0
var2 = ((Number)function.invoke(2, 3)).floatValue();
System.out.println(var2);
}
* * *
高階函式 （Higher-order function）
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高階函式的定義：高階函式是將函式用作**引數**或者**返回值**的函式。
如果一個函式的**引數型別**是**函式型別**或者**返回值型別**是**函式型別**，那麼這個函式就是就是高階函式 。
或者說，如果一個函式的**引數**或者**返回值**，其中有一個是**函式**，那麼這個函式就是高階函式。
// 函式型別的變數 函式型別
// ↓ ↓
fun higherOrderAdd( a:Int,b: Int,block: (Int, Int) -> Float):Float{
// 函式型別的變數
// ↓
var result = block.invoke(a,b)
// 函式型別的變數
// ↓
var result2 = block(a,b)
println("result:$result")
return result
}
higherOrderAdd 有一個引數是函式型別，所以它是高階函式
* * *
匿名函式
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匿名函式看起來跟普通函式很相似，除了它的**名字**和**引數型別**被省略了外。 匿名函式示例如下：
fun(a :Int, b :Int) = a + b
上面的匿名函式是沒法直接呼叫的，賦值給變數後才可以呼叫
val anonymousFunction = fun(a :Int, b :Int) = a + b
fun anonymousFunctionTest() {
higherOrderAdd(2,2,::add) // 函式引用
higherOrderAdd(2,2,anonymousFunction) // 函式變數
higherOrderAdd(2,2,
fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}) // 匿名函式
}
```
匿名函式**本質**上也是函式型別的物件，所以可以賦值給變數。
* * *
* * *
匿名函式不能單獨宣告在 （）外面，因為匿名函式是（**函式的宣告**與**函式引用**合二為一）
// 具名函式不能直接賦值給變數，因為它不是物件
// 函式（）內不能直接 宣告 具名函式，因為它不是物件
這幾個個報錯是因為，匿名函式是把**函式的宣告**與**函式引用**合二為一了，所以在需要匿名函式的地方，宣告一個具名函式是報錯的，正確的做法是改用**具名函式引用** 例如：
```
higherOrderAdd(2,2,::add) // 函式引用
```
* * *
* * *
Lambda
------
Java 在 Java8中引入的Lambda。
Java Lambda 的基本語法是
```
(parameters) -> expression
```
或(請注意語句的花括號)
```
(parameters) -> { statements; }
```
Kotlin 語言的是可以用 Lambda 表示式作為函式引數的，Lambda就是**一小段**可以作為**引數**傳遞的**程式碼**，那麼到底多少程式碼才算一小段程式碼呢?Kotlin對此並沒有進行限制,但是通常不建議在Lambda 表示式中編寫太長的程式碼,否則可能會影響程式碼的**可讀性**。
Lambda也可以理解為是**匿名函式**的**簡寫**。
我們來看一下Lambda表示式的語法結構:
```
{引數名1: 引數型別, 引數名2: 引數型別 -> 函式體}
```
首先最外層是一對花括號{ },如果有引數傳入到Lambda表示式中的話,我們還需要宣告**引數列表**,引數列表的結尾使用一個 '->' 符號 ,表示引數列表的結束以及函式體的開始,函式體中可以編寫任意行程式碼,並且**最後一行程式碼**會自動作為Lambda表示式的**返回值**。
* * *
```
fun higherOrderAdd( a:Int,b: Int,block: (Int, Int) -> Float):Float{
var result = block(a,b)
println("result:$result")
return result
}
@Test
fun anonymousFunctionTest() {
higherOrderAdd(2,2,::add) // 函式引用
higherOrderAdd(3,3,
fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}) // 匿名函式
higherOrderAdd(4,4,
{ a:Int,b:Int -> (a+b).toFloat()}) // Lambda表示式
println(
fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}(5,5) ) // 匿名函式直接呼叫
println(
{ a:Int,b:Int -> (a+b).toFloat()}(5,5)) // Lambda表示式呼叫
}
```
相比匿名函式，lambda 表示式定義與引用函式更 **簡潔** 。
* * *
函式式（SAM）介面
----------
SAM 是 Single Abstract Method 的縮寫，只有一個抽象方法的介面稱為**函式式介面**或 **SAM（單一抽象方法）介面**。函式式介面可以有多個非抽象成員，但**只能有一個抽象成員**。
在Java 中可以用註解@FunctionalInterface 宣告一個函式式介面：
```
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
void run();
}
```
在 Kotlin 中可以用 fun 修飾符在 Kotlin 中宣告一個函式式介面：
```
// 注意 interface 前的 fun
fun interface KRunnable {
fun invoke()
}
```
* * *
* * *
SAM 轉換
------
對於函式式介面，可以透過 lambda 表示式實現 SAM 轉換，從而使程式碼更簡潔、更有可讀性。
使用 lambda 表示式可以替代手動建立 實現函式式介面的類。 透過 SAM 轉換， Kotlin 可以將 簽名與介面的單個抽象方法的**簽名匹配**的任何 **lambda 表示式**，轉換成實現該介面的類的**例項**。
```
// 注意需用fun 關鍵字宣告
fun interface Action{
fun run(str:String)
}
fun runAction(action: Action){
action.run("this run")
}
fun main() {
// 建立一個 實現函式式介面 的類 的例項（匿名內部類）
val action = object :Action{
override fun run(str: String) {
println(str)
}
}
// 傳入例項，不使用 SAM 轉換
runAction(action)
// 利用 Kotlin 的 SAM 轉換，可以改為以下等效程式碼：
// 使用 Lambda表示式替代手動建立 實現函式式介面的類
runAction({
str-> println(str)
})
}
* * *
* * *
fun interface InterfaceApi{
fun run(str:String)
}
fun runInterface(interfaceApi: InterfaceApi){
interfaceApi.run("this run")
}
// 函式型別替代介面定義
fun factionTypeReplaceInterface(block:(String)->Unit){
block("this block run")
}
//===Test
// 普通函式，引數是函式式介面物件，傳 函式型別物件 也是可以的
fun testFactionTypeReplaceInterface(){
val function:(String)->Unit = { println(it) }
runInterface(function) //普通函式，引數是函式式介面物件，傳 函式型別物件 也是可以的
factionTypeReplaceInterface(function)
}
// 高階函式， 引數是函式型別物件，傳 是函式式介面物件 是不可以的。
fun testInterface(){
val interfaceApi:InterfaceApi = object :InterfaceApi{
override fun run(str: String) {
println(str)
}
}
runInterface(interfaceApi)
factionTypeReplaceInterface(interfaceApi)// 高階函式， 引數是函式型別物件，傳 是函式式介面物件 是不可以的。
}
普通函式，引數是函式式介面物件，傳 函式型別物件 也是可以的
反過來不可以：
高階函式， 引數是函式型別物件，傳 是函式式介面物件 是不可以的。
前面說的都是函式傳不同的引數型別。
這張圖中的三處報錯都是，**型別不匹配**。
**說明：**
作為函式實參時， 函式型別物件 單向代替 函式式介面物件。
但是在建立物件時， 函式型別、函式式介面兩種型別是涇渭分明的。
高階函式應用
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在Android開發時，我們經常會遇到給自定義View繫結點選事件的場景。以往通常的做法如下：
// CustomView.java
// 成員變數
private OnContextClickListener mOnContextClickListener;
// 監聽手指點選內容事件
public void setOnContextClickListener(OnContextClickListener l) {
mOnContextClickListener = l;
}
// 為傳遞這個點選事件，專門定義了一個介面
public interface OnContextClickListener {
void onContextClick(View v);
}
### \>
// 設定手指點選事件
customView.setOnContextClickListener(new View.OnContextClickListener() {
@Override
public void onContextClick(View v) {
gotoPreview();
}
});
看完了這兩段程式碼之後，你有沒有覺得這樣的程式碼會很囉嗦？因為，真正邏輯只有一行程式碼：gotoPreview()，而實際上我們卻寫了 6 行程式碼。
* * *
### 用 Kotlin 高階函式 改寫後
//View.kt
// (View) -> Unit 就是「函式型別 」
// ↑ ↑
var mOnContextClickListener: ((View) -> Unit)? = null
// 高階函式
fun setOnContextClickListener(l: (View) -> Unit) {
mOnClickListener = l;
}
如果我們將前面Java寫的例子的核心邏輯提取出來，會發現這樣才是最簡單明瞭的：
// { gotoPreview() } 就是 Lambda
// ↑
customView.setOnContextClickListener({ gotoPreview() })
Kotlin 語言的設計者是怎麼做的呢？實際上他們是分成了兩個部分：
* • 用函式型別替代介面定義；
* • 用 Lambda 表示式作為函式引數。
* * *
Kotlin 中引入高階函式會帶來幾個好處：一個是針對**定義方**，程式碼中**減少**了介面類的定義；另一個是對於**呼叫方**來說，程式碼也會更加**簡潔**。這樣一來，就大大減少了程式碼量，提高了程式碼可讀性，並透過減少類的數量，提高了程式碼的效能。
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| 不使用高階函式 | 使用高階函式 |
| --- | --- | --- |
| 定義方 | 需要額外定義介面 | 不需要額外定義介面 |
| 呼叫方 | 程式碼繁瑣 | 程式碼簡潔清晰 |
| 效能 | 差 | 藉助inline的情況，效能更高 |
* * *
最後總結
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思考討論
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本文主要分享了 空安全、擴充套件函式、高階函式、Lambda,
本文分享的Kotlin內容，您認為哪些特性是最有趣或最有用的？
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參考文件：
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* • Kotlin 語言中文站
* • 《Kotlin實戰》
* • 《Kotlin核心程式設計》
* • 《Kotlin程式設計權威指南》
* • 《Java 8實戰》