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Carson带你学Android:这是一份全面 & 详细的Kotlin入门学习指南_android kotlin

android kotlin

前言

  • Kotlin被Google官方认为是Android开发的一级编程语言
  • 今天,我将献上一份 《全面 & 详细的Kotlin入门学习指南》,包括定义特点、配置使用、入门语法等,希望你们会喜欢。

Carson带你学Android系列文章
Carson带你学Android:学习方法
Carson带你学Android:四大组件
Carson带你学Android:自定义View
Carson带你学Android:异步-多线程
Carson带你学Android:性能优化
Carson带你学Android:动画

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目录

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1. 定义

  • Android开发的一级编程语言(Google官方认证)
  • 由JetBrains公司在2010年推出 & 开源,与Java语言互通 & 具备多种Java尚不支持的新特性
  • Android Studio3.0后的版本支持Kotlin

2. 特点

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3. 配置使用

下面将讲解如何在Android Studio配置Kotlin进行使用。

3.1 Android Studio3.0前的版本

主要分为3个步骤,完成3个步骤即可完成Kotlin的配置。

步骤1:安装Kotlin插件

点击Android Studio Preference -> Plugins -> 搜索Kotlin Languages插件
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步骤2:在根目录的build.gradle中加入
buildscript {
    ext.kotlin_version = '1.2.10'

    repositories {
        mavenCentral()
    }

    dependencies {
        classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"
    }
}
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步骤3:在app/build.gradle中引入
apply plugin: 'com.android.application'
apply plugin: 'kotlin-android'

buildscript {
    ext.kotlin_version = '1.2.10'

    dependencies {
        classpath "org.jetbrains.kotlin:kotlin-gradle-plugin:$kotlin_version"
    }
}
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3.2 Android Studio3.0前后的版本

Android Studio3.0后的版本已经完美支持Kotlin,只需安装Kotlin插件即可,即:点击Android Studio Preference -> Plugins -> 搜索Kotlin Languages插件
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4. 基本语法入门

本节中,会详细讲解Kotlin的基本语法,主要包括:

  • 基本观念(对比于Java)
  • 数据类型
  • 变量 & 常量
  • 函数
  • 其他语法糖(控制流、类型检查 & 转换、安全性等)

4.1 基本观念

在Kotlin中,有一些观念是和Java存在较大区别的,一些基本观念需要注意的:

  • 操作对象:在Kotlin中,所有变量的成员方法和属性都是对象,若无返回值则返回Unit对象,大多数情况下Uint可以省略;Kotlin 中没有 new 关键字

  • 数据类型 & 转换:在Java中通过装箱和拆箱在基本数据类型和包装类型之间相互转换;在Kotlin中,而不管是常量还是变量在声明是都必须具有类型注释或者初始化,如果在声明 & 进行初始化时,会自行推导其数据类型。

  • 编译的角度:和Java一样,Kotlin同样基于JVM。区别在于:后者是静态类型语言,意味着所有变量和表达式类型在编译时已确定。

  • 撰写:在Kotlin中,一句代码结束后不用添加分号 “;”;而在Java中,使用分号“;”标志一句代码结束。

4.2 数据类型

主要包括:

  • 数值(Numbers)
  • 字符(Characters)
  • 字符串(Strings)
  • 布尔(Boolean)
  • 数组(Arrays)
a. 数值类型(Numbers)

Kotlin的基本数值类型有六种:Byte、Short、Int、Long、Float、Double

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注:区别于Java,在Kotlin中字符(char)不属于数值类型,是一个独立的数据类型。

  • 补充说明:每种数据类型使用对应方法,可将其他类型转换成其他数据类型
toByte():Byte
toShort():Short
toInt():Int
toLong():Long
toFloat(): Float
toDouble():Double
toChar():Char
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b. 字符类型(Characters)

Kotlin中的字符类型采用 Char 表示,必须使用单引号’ '包含起来使用 & 不能直接和数字操作

val ch :Char = 1; // 错误示范
val ch :Char = '1'; // 正确示范

// 将字符类型转换成数字
val ch :Char = '8';
val a :Int = ch.toInt()
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c. 字符串类型(Strings)
  • 表示方式:String
  • 特点:不可变
  • 使用:通过索引访问的字符串中的字符:s [i]
// 使用1:一个字符串可以用一个for循环迭代输出
for (c in str) {
    println(c)
}

// 使用2:可使用三个引号 """拼接多行字符串
fun main(args: Array<String>) {
    val text = """
    字符串1
    字符串2
    """
    println(text)   // 输出存在一些前置空格
}

// 注:可通过 trimMargin()删除多余空白
fun strSample() {
    val text = """
    | str1
    |str2
    |多行字符串
    |bbbbbb
    """.trimMargin()
    println(text)    // 删除了前置空格
}
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补充说明:字符串模版(String Templates)

  • 即在字符串内通过一些小段代码求值并把结果合并到字符串中。
  • 模板表达式以美元符($)开头
// $:表示一个变量名 / 变量值
// 示例
val i = 10
val s = "i = $i" // 表示 "i = 10"

// ${varName.fun()}:表示变量的方法返回值
// 示例
val s = "abc"
val str = "$s.length is ${s.length}" //识别为 "abc.length is 3"
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d. 布尔类型(Boolean)
  • Kotlin的Boolean类似于Java的boolean类型,其值只有true 、false
  • Boolean内置的函数逻辑运算包括:
|| – 短路逻辑或
&& – 短路逻辑与
! - 逻辑非
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e. 数组类型(Arrays)
  • 实现方式:使用Array类
  • 使用方法:size 属性、get方法和set 方法。注:使用 [] 重载了 get 和 set 方法,可通过下标获取 / 设置数组值。
  • 创建方式:方式1 = 函数arrayOf();方式2 = 工厂函数
// 方式1:使用arrayOf创建1个数组:[1,2,3]
val a = arrayOf(1, 2, 3)

// 方式2:使用工厂函数创建1个数组[0,2,4]
val b = Array(3, { i -> (i * 2) })
// 工厂函数源码分析
// 参数1 = 数组长度,花括号内是一个初始化值的代码块,给出数组下标 & 初始化值
public inline constructor(size: Int, init: (Int) -> T)

// 读取数组内容
println(a[0])    // 输出结果:1
println(b[1])    // 输出结果:2

// 特别注意:除了类Array,还有ByteArray, ShortArray, IntArray用来表示各个类型的数组
// 优点:省去了装箱操作,因此效率更高
// 具体使用:同Array
val x: IntArray = intArrayOf(1, 2, 3)
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注: 区别于Java,Kotlin中的数组是不型变的(invariant),即Kotlin 不允许将Array赋值给Array,以防止可能的运行时失败

4.3 类使用

a. 类的声明 & 实例化
// 格式
class 类名(参数名1:参数类型,参数名2:参数类型...){}

// 示例
class User(userName: String, age: Int){}

// Kotlin支持默认参数,即在调用函数时可不指定参数,则使用默认函数
class User(userName: String = "hjc", age: Int = 26){
}
// 在实例化类时不传入参数,userName默认 = hjc,age默认 = 26
var user = User()
// 在设置默认值后,若不想用默认值可在创建实例时传入参数
var user = User("ABC" , 123)
// 命名参数:若一个默认参数在一个无默认值的参数前,那么该默认值只能通过使用命名参数调用该函数来使用
class User(userName: String = "hjc", age: Int)
var  user = User(age = 26)

// Kotlin没有new关键字,所以直接创建类的实例:
User()
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对于构造函数,Kotlin中类可有一个主构造函数 & 多个次构造函数,下面将详细说明。

b. 主构造函数
  • 属于类头的一部分 = 跟在类名后,采用 constructor 关键字
  • 不能包含任何的代码。初始化的代码放到以 init 关键字作为前缀的代码块中
// 形式
class 类名 constructor(参数名:参数类型){
	init {       
    //...
    }
}

// 示例
class User constructor(userName: String) {
	init {       
    //...
    }
}
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注:若主构造函数无任何注解 / 可见性修饰符,可省略 constructor 关键字

// 形式
class 类名(参数名:参数类型){
	init {       
    //...
    }
}

// 示例
class User (userName: String) {
	init {       
    //...
    }
}
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c. 次构造函数
  • 必须加constructor关键字
  • 一个类中可存在多个次构造函数,传入参数不同
// 形式
constructor(参数名:参数类型) :{函数体}

// 示例
class User(userName: String) {
    // 主构造函数
    init {
        println(userName)
    }

    // 次构造函数1:可通过this调主构造函数
    constructor() : this("hjc")

    // 次构造函数2:可通过this调主构造函数
    constructor(age: Int) : this("hjc") {
        println(age)
    }

    // 次构造函数3:通过this调主构造函数
    constructor(sex: String, age: Int) : this("hjc") {
        println("$sex$age")
    }
}

// 实例化类
User("hjc") // 调用主构造函数
User()      // 调用次构造函数1
User(2)     // 调用次构造函数2
User("male",26) // 调用次构造函数3
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d. 类的属性

Kotlin的类可以拥有属性:关键字var(读写) / 关键字val(只读)

class User {
    var userName: String
    val sex: String = "男"
}

// 使用属性 = 名称 + 引用
User().sex  // 使用该属性 = Java的getter方法
User().userName = "hjc"  // 设置该属性 = Java的setter方法
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e. 可见性修饰符
  • private :本类内部都可见
  • protected :本类内部 & 子类中可见
  • public:能见到类声明的任何客户端都可以见(public成员)
  • internal:能见到类声明的本模块内的任何客户端都可见(public成员)

区别于Java,Kotlin的可见修饰符少了default,多了internal:该成员只在相同模块内可见。(注:一个模块 = 编译在一起的一套 Kotlin 文件:
一个 IntelliJ IDEA 模块;
一个 Maven 项目;
一个 Gradle 源集;
一次 <kotlinc> Ant 任务执行所编译的一套文件。

f. 继承 & 重写
  • 类似于Java,Kotlin是单继承 = 只有一个父类
  • 区别:Kotlin使用冒号“ : ”继承 & 默认不允许继承(若想让类可被继承,需用open关键字来标识)
// 用open关键字标识该类允许被继承
open class Food 

// 类Fruits继承类Food
class Fruits : Food()
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  • 对于子类重写父类的方法,在Kotlin中,方法也是默认不可重写的
  • 若子类要重写父类中的方法,则需在父类的方法前面加open关键字,然后在子类重写的方法前加override关键字
// 父类
// 在类 & 方法前都加了关键字open,为了被继承 & 方法重写
open class Food {
    open fun banana() {}
}

// 子类 
class Fruits : Food(){
	// 重写了父类的方法
    override fun banana() {
        super.banana()
    }
}
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特殊类说明

下面将讲解一些特殊的类:

  • 嵌套类(内部类)
  • 接口
  • 数据类
  • 枚举类
/**
 * 1. 嵌套类(内部类)
 * 标识:关键字inner
 * 使用:通过外部类的实例调用嵌套类
 */
 class User {
    var age: Int = 0

    inner class UserName {
    }
}

var userName: User.UserName  = User().UserName()


/**
 * 2. 接口
 * 标识:关键字interface
 */
// 声明
interface A{}
interface B{}

// 方法体
// 接口中的方法可以有默认方法体,有默认方法体的方法可不重写
// 区别于Java:Java不支持接口里的方法有方法体。
interface UserImpl{
    fun getName(): String // 无默认方法体,必须重写
    fun getAge(): Int{    // 有默认方法体,可不重写
        return 22
    }
}
// 实现接口UserImpl:需重写getName() & 可不重写getAge()
class User :UserImpl{
    override fun getName(): String {
        return "hjc"
    }
}

// 实现接口:冒号:
class Food : A, B {} // Kotlin是多实现
class Fruits: Food,A, B {} // 继承 + 实现接口

 /**
  * 3. 数据类
  * 作用:保存数据
  * 标识:关键字data
 */
// 使用:创建类时会自动创建以下方法:
//      1. getter/setter方法;
//      2. equals() / hashCode() 对;
//      3. toString() :输出"类名(参数+参数值)";
//      4. copy() 函数:复制一个对象&改变它的一些属性,但其余部分保持不变

// 示例:
// 声明1个数据类
data class User(var userName: String, var age: Int)
// copy函数使用
var user = User("hjc",26)
var user1 = user.copy(age = 30)
// 输出user1.toString(),结果是:User(userName=hjc,age=30)

// 特别注意
// 1. 主构造方法至少要有一个参数,且参数必须标记为val或var
// 2. 数据类不能用open、abstract、sealed(封闭类)、inner标识

/**
 * 4. 枚举类
 * 标识:关键字enum
 */
 // 定义
 enum class Color {
    RED, GREEN, BLUE
}

// 为枚举类指定值
enum class Color(rgb: Int) {
    RED(0xFF0000), GREEN(0x00FF00), BLUE(0x0000FF)
}
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4.4 变量 & 常量

// 变量
	// 模板: var 变量名:数据类型 = 具体赋值数值
	// 规则:
	//      1. 采用 “var” 标识
	//      2. 变量名跟在var后;数据类型在最后
	//      3. 变量名与数据类型采用冒号 ":" 隔开
	// 示例:
	        var a: Int = 1 
	        var a: Int 
	        a = 2

// 常量
	// 模板: val 常量名:数据类型 = 具体赋值数值
	// 规则:
	//      1. 采用 “val” 标识
	//      2. 常量名跟在val后;数据类型在最后
	//      3. 常量名与数据类型采用冒号 ":" 隔开
	// 示例:
	        val a: Int // 声明一个不初始化的变量,必须显式指定类型
	        a = 2 // 常量值不能再次更改
	        val b: Int = 1 // 声明并显示指定数值

// 特别注意:1. 自动类型转换 & 判断数据类型
	// 1. 自动类型转换
	// 在定义变量 / 常量时,若直接赋值,可不指定其数据类型,则能自动进行类型转换。如:
	var a = "aaa" // 此处a的数据类型是String类型
	val b = 1 // 此处的b的数据类型是Int类型

	// 2. 判断数据类型:运算符is
	n is Int // 判断n是不是整型类型
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4.5 函数

a. 定义 & 调用
// 模板:
  fun 函数名(参数名:参数类型):返回值类型{
	函数体
	return 返回值
}

// 说明:
//      1. 采用 “fun” 标识
//      2. 括号里的是传入函数的参数值和类型

// 示例:一个函数名为“abc”的函数,传入参数的类型是Int,返回值的类型是String
 fun abc(int: Int): String {
    return "carson_ho"
}

// 特别注意:存在简写方式,具体示例如下:
// 正常写法
fun add(a: Int, b: Int): Int {
    return a + b
}
// 简写:若函数体只有一条语句 & 有返回值,那么可省略函数体的大括号,变成单表达式函数
fun add(a: Int, b: Int) = a + b;

// 调用函数:假设一个类中有一个foo的函数方法
User().foo()
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b. 默认参数
// 给int参数指定默认值为1
fun foo(str: String, int: Int = 1) {
    println("$str  $i")
}

// 调用该函数时可不传已经设置了默认值的参数,只传无设默认值的参数
foo("abc")
// 结果: abc  1

// 注:若有默认值的参数在无默认值的参数前,要略过有默认值的参数去给无默认值的参数指定值,需用命名参数来指定值
// 有默认值的参数(int)在无默认值的参数(str)前
fun foo(int: Int = 1, str: String) {
    println("$str  $i")
}

// 调用
foo(str = "hello")  // 使用参数的命名来指定值
// 结果: hello  1

foo("hello")  // 出现编译错误
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c. 特别注意

一个函数,除了有传入参数 & 有返回值的情况,还会存在:

  • 有传入参数 & 无返回值
  • 无传入参数 & 无返回值
// 有传入参数 & 无返回值
	// 模板:
	  fun 函数名(参数名:参数类型){
		函数体
	}
	// 或返回Unit(类似Java的void,无意义)
	  fun 函数名(参数名:参数类型):Unit{
		函数体
	}

// 无传入参数 & 无返回值
	// 模板:
	  fun 函数名(){
		函数体
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	// 或返回Unit(类似Java的void,无意义)
	  fun 函数名():Unit{
		函数体
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4.6 其他语法糖

关于Kotlin的一些实用语法糖,主要包括:

  • 控制流(if、when、for、 while)
  • 范围使用(in、downTo、step、until)
  • 类型检查 & 转换(is、智能转换、as)
  • 相等性(equals()、=、 ==)
  • 空安全

a. 控制流语句

控制流语句主要包括:if、when、for 和 while。

if语句
  • Kotlin中的if语句与Java用法类似
  • 区别在于:Kotlin的if语句本身是一个表达式,存在返回值
var c = if (a > b) 3 else 4

// 若a > b,则返回3给c
// 若a < b,则返回4给c
// 类似Java中的三元表达式
c = a > b ? 3 : 4; // 若a>b,c=3,否则c=4

// 若if后面是代码块
var c = if (a > b) {
    代码块1
} else {
    代码块2
}
// 若a > b,则执行代码块1,否则执行代码块2
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when语句

类似Java中的switch语句

// Java中的Switch语句
int a = 0;
switch (a) {
    case 0:
        break;
    case 1:
        break;
    default:
        break;
}

// Kotlin中的when语句
var a = 0
when (a) {
    0 -> {代码块1}
    1 -> {代码块2}
    2,3 -> {代码块3}
    else -> {代码块4}
}
// 说明:
// 当a=0时执行代码块1
// 当a=1时执行代码块2
// 当a=2,3时,执行代码块3
// 当a=其他值时,执行代码块4

// 注意:when语句在满足条件的分支执行后,会终止when语句执行
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for语句

类似Java中的for语句

// 示例1:表达一个数字是否在目的范围内
// Java中的for语句
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    System.out.println(i);
}
// Kotlin中的for语句
if (i in 1..4){ 
    println(i)
}
// 注:关键字用于表示数字是否在目标范围内,上面的示例表示判断i是否在代表1-4范围内

// 示例2:通过索引遍历一个数组
// Java中的for语句
for (int i = 0; i < 4; i++) {
    System.out.println(i);
}
// Kotlin中的for语句
for (i in array.indices) {
    println(array[i])
}
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while语句

类似Java中的while语句,分为while 和 do…while语句:

var i = 5

while(i in 1..4){
   代码块1
}

do{ 代码块2
  }while(i in 1..4){
}
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b. 范围使用

主要用于表示范围,主要包括:in、downTo、step、until

/**
 *  1. in
 *  作用:在...范围内
 **/
// 表示:若i在1-5范围内,则执行下面代码
// 注:闭区间,[1,5]
if (i in 1..5) {
    println("i 在 1-5 内")
}

// 表示:若i不在1-5范围内,则执行下面代码
// !in表示不在...范围内
if (i !in 1..5) {
    println("i 不在 1-5 内")
}

/**
 *  2. until
 *  作用:表示开区间
 **/
// 输出1234
for (i in 1 until 5) {
 println(i)
}

/**
 *  3. downTo
 *  作用:倒序判断
 **/
 for (i in 5 downTo 1) {
 	println(i)
 }

/**
 *  4. step
 *  作用:调整步长
 **/
// 设置步长为2,顺序输出1、3、5
for (i in 1..5 step 2) println(i) 

// 设置步长为2,倒序输出5、3、1
for (i in 1 downTo 5 step 2) println(i) 
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c. 类型检查 & 转换
/**
 *  1. is
 *  作用:判断一个对象与指定的类型是否一致
 **/
// 判断变量a的数据类型是否是String
var a: Any = "a"
if (a is String) {
    println("a是String类型")
}
if (a !is Int) {
    println("a不是Int类型")
}

/**
 *  2. 智能转换
 *  说明: kotlin不必使用显式类型转换操作,因为编译器会跟踪不可变值的is检查以及显式转换,并在需要时自动插入(安全的)转换
 **/
 var a: Any = "a"
if (a is String) {
    println("a是String类型")
    println(a.length) // a 自动转换为String类型
    //输出结果为:1
}

// 反向检查: a自动转换为String类型
if (a !is String) {
	print(a.length)
}

// 在 && 和 || 的右侧也可以智能转换:
// `&&` 右侧的 a 自动转换为String
if (a is String && a.length > 0)
// `||` 右侧的 a 自动转换为String
if (a is String || a.length > 0)

// 在when表达式和while循环里也能智能转换:
when(a){
    is String -> a.length
    is Int -> a + 1
}

// 需要注意:当编译器不能保证变量在检查和使用之间不可改变时,智能转换不能用。智能转换能否适用根据以下规则:
// 1. val 局部变量——总是可以,局部委托属性除外;
// 2. val 属性——如果属性是 private 或 internal,或者该检查在声明属性的同一模块中执行。智能转换不适用于 open 的属性或者具有自定义 getter 的属性;
// 3. var 局部变量——如果变量在检查和使用之间没有修改、没有在会修改它的 lambda 中捕获、并且不是局部委托属性;
// 4. var 属性——决不可能(因为该变量可以随时被其他代码修改)

/**
 *  3. 强制类型转换:as
 **/
var any: Any = "abc"
var str: String = any as String

// 强制类型转换是不安全的,若类型不兼容则会抛出一个异常
var int: Int = 123
var str: String = int as String
// 抛出ClassCastException

/**
 *  4. 可空转换操作符:as?
 *  作用:null不能转换为String,因该类型不是可空的,此时使用可空转换操作符as?
 **/
var str = null
var str2 = str as String
// 抛出TypeCastException

// 使用安全转换操作符as?可以在转换失败时返回null,避免了抛出异常。
var str = null
var str2 = str as? String
println(str2) //输出结果为:null
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d. 相等性判断

在Kotlin中,存在结构相等 & 引用相等 两种相等判断。

/**
 *  1. 结构相等:equals()或 ==
 *  作用:判断两个结构是否相等
 **/
var a = "1"
var b = "1"
if (a.equals(b)) {
    println("a 和 b 结构相等")
    // 输出结果为:a 和 b 结构相等
}

var a = 1
var b = 1
if (a == b) {
    println("a 和 b 结构相等")
    // 输出结果为:a 和 b 结构相等
}

/**
 *  2. 引用相等:===
 *  作用:判断两个引用是否指向同一对象
 */ 
// 设置一个类如下
data class User(var name: String, var age: Int)

// 设置值
var a = User("Czh", 22)
var b = User("Czh", 22)
var c = b
var d = a

// 对比两个对象的结构
if (c == d) {
    println("a 和 b 结构相等")
} else {
    println("a 和 b 结构不相等")
}

// 对比两个对象的的引用
if (c === d) {
    println("a 和 b 引用相等")
} else {
    println("a 和 b 引用不相等")
}

// 输出结果:
a 和 b 结构相等
a 和 b 引用不相等
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e. 空安全
  • 在Java中,NullPointerException异常十分常见
  • 而Kotlin的优点则是可以尽可能避免执行代码时出现的空指针异常
/**
 *  1. 可空类型与非空类型
 *  在Kotlin中,有两种情况最可能导致出现NullPointerException
 **/

// 情况1:显式调用 throw NullPointerException()
// 情况2:使用!! 操作符
// 说明:!!操作符将任何值转换为非空类型,若该值为空则抛出异常
var a = null
a!!
// 抛出KotlinNullPointerException

// 情况3:数据类型不能为null
// 在 Kotlin 中,类型系统区分一个引用可以容纳 null (可空引用) 和 不能容纳(非空引用)
// 如:String类型变量不能容纳null
// 若要允许为空,可声明一个变量为可空字符串:在字符串类型后面加一个问号?
对于String,则是写作:String?
var b: String? = "b"
b = null


/**
 *  2. 安全调用操作符
 *  作用:表示如果若不为null才继续调用
 **/
 b?.length
 // 表示:若b不为null,才调用b.length

 // 注:安全调用符还可以链式调用
 a?.b?.c?.d
 // 假设a不为null,才继续往下调用,以此类推
 // 若该链式调用中任何一个属性为null,整个表达式都会返回null。
 // 若只对非空值执行某个操作,可与let一起使用
a?.b?.let { println(it) }
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至此,关于Kotlin的入门语法讲解完毕。


5. 总结


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