Kotlin 简介

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Kotlin简介

欢迎来到 Kotlin 的神秘世界，Kotlin? 嗯，没错就是它! 也许你仅仅是听过它还没开始尝试； 也许你尝试过它但是放弃了； 也许你正在使用它遇到了一些些问题，也许你很喜欢它并且把它使用得如火纯青了。不管你现在是处于哪个阶段，我都希望你能从本教程中得到一些有用的东西。

本教程不打算按照书本上那样平铺直序阐述，而是带着问题和目的性展开，每个语法点主要都围绕着为什么使用它、它是什么、它是如何使用的、它的应用场景此外最后还会带你了解它语法糖背后的原理。因为 Kotlin 是一个门非常讲究实用主义的编程语言，所以一定是要用于解决实际的场景问题，或者相比现有的语言（比如 Java）它如何更高效解决实际问题。每节教程都会留有一个对应的语法练习，下一节会公布上一节的答案。

最后，欢迎一起努力来到 Kotlin 世界探险，一起领悟这门语言背后的设计哲学和实用价值。

1. Kotlin 是什么?

Kotlin 是一门用于现代多平台应用的静态编程语言，其中被广泛用于 Android 平台的开发，被称之为Android 世界的 Swift。它由大名鼎鼎的 JetBrains 公司设计开发并开源，著名的 IDE 工具 IntelliJ IDEA 就是他们的产品，所以无疑他们是对编程语言设计领域最为熟悉的专家。

Kotlin 从 2016 年发布 1.0 的 release 版本开始至今，使用的开发者数量快速增长。

图片描述

此外 Kotlin 已经拥有强大的生态和社区开发者的支持：

  • Kotlin 是著名的 IDE 厂商 JetBrains 公司开发的编程语言；
  • 在 Google I/O 2017中，Google 宣布在 Android 上为 Kotlin 提供最佳支持；
  • Kotlin 在 Spring5.0 后端开发框架中的支持；
  • Kotlin DSL 1.0 将在 Gradle5.0 得以应用，Kotlin 成为继 Groovy 语言开发 Gradle 另一门编程语言；
  • Kotlin 成为 2018 年 Github 中增长速度最快的语言；
  • 2018年10月，Google 和 JetBrains 在 KotlinConf18 上公开宣布了 Kotlin 基金会；
  • 2019年5月，谷歌宣布 Kotlin 作为 Android 的首选语言。；
  • 2019年7月，Kotlin 在 O’Reilly 开源软件大会（OSCON）2019上赢得了享有声望的年度突破项目奖；

2. 为什么选择 Kotlin?

2.1 简洁

可以大大减少样板代码。

  • 例如实现一个简单的Student 的 POJO 类：
//在Java实现一个Student POJO类，需要写setter,getter模板代码
class Student {
    private String name;
    private int age;
    private String address;
    private String phoneNumber;

    public Student(String name, int age, String address, String phoneNumber) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getAddress() {
        return address;
    }

    public void setAddress(String address) {
        this.address = address;
    }

    public String getPhoneNumber() {
        return phoneNumber;
    }

    public void setPhoneNumber(String phoneNumber) {
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }
}

//Kotlin实现一个Student POJO类，仅仅需要1行代码，就能创建一个包含setter,getter,equals,toString等POJO类
data class(val name: String, val age: Int, val address: String, val phoneNumber: String)
  • 例如实现一个简单的单例模式：
//Java实现一个单例模式
public class Singleton implements Serializable {
    private Singleton() {
    }

    private static final Singleton mInstance = new Singleton();

    public static Singleton getInstance() {//提供公有获取单例对象的函数
        return mInstance;
    }

    public final void doSomething() {
      System.out.println("do some thing");
    }
}

//Kotlin实现上面Java一样的一个单例模式，仅仅只需要创建object即可
object Singleton : Serializable {//object对象表达式天生的单例模式
    fun doSomething() {
        println("do some thing")
    }
}
  • 例如Kotlin中的 kotlin-android-extension助力 Android 开发，从此告别findViewById()模板代码：
//Java实现
public class MainActivity extends Activity {
    private TextView mTvName;
    private TextView mTvAddress;
    private TextView mTvDes;
    private ImageView mIvCover;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mTvName = (TextView) findViewById(R.id.tv_name);
        mTvAddress = (TextView) findViewById(R.id.tv_address);
        mTvDes = (TextView) findViewById(R.id.tv_des);
        mIvCover = (ImageView) findViewById(R.id.iv_cover);

        mTvName.setText("Kotlin");
        mTvAddress.setText("圣彼得堡附近的科特林岛");
        mTvDes.setText("Kotlin 是一门用于现代多平台应用的静态编程语言");
        mIvCover.setImageDrawable(R.drawable.icon_kotlin_cover);
    }    
}

//kotlin利用kotlin-android-extension实现
class MainActivity : Activity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_main)

        //无需findViewById直接使用
        tv_name.setText("Kotlin")
        tv_address.setText("圣彼得堡附近的科特林岛")
        tv_des.setText("Kotlin 是一门用于现代多平台应用的静态编程语言")
        iv_cover.setImageDrawable(R.drawable.icon_kotlin_cover)
    }
}

2.2 安全

可以能够很好地避免空指针（NPE）异常的出现。

大家都知道NPE异常是运行时异常，编译期很难发现NPE异常，Kotlin之所以能够很好避免NPE，主要关键在于它对类型系统做了非空和可空类型的划分，并且能在编译期将可能出现NPE的问题提前暴露出来。

  • 声明处赋值处进行 NPE 保护：
//声明处赋值处进行NPE保护
var name: String //定义一个非空String类型
name = null//当非空类型遇到null赋值，则会出现编译错误

var age: Int?//定义一个可空Int类型
age = null //只有当可空类型遇到null赋值，才会编译正常
  • 可以保护避免对可空类型的误操作：
//可以保护避免对可空类型的误操作
val address: String? = null //可空类型
println(address.length());//直接对可空类型操作，会编译错误，此时IDE会提示你这是可空类型变量，不能直接操作，你可能需要判断NPE的问题
  • 更安全的类型检测和类型转化：
//更安全的类型检测和类型转化
fun getStringLength(obj: Any): Int? {
    if (obj !is String)
       return null
    //在这个分支中， obj的类型会被自动转换为String
    return obj.length
}

2.3 互操作性

可以充分利用 JVM、Android 和浏览器的现有库。

  • 可以和 JVM 上的任何现有库有 100% 的兼容性：
//使用RxJava库
fetchUrlList()
          .flatMap {
              return@flatMap Observable.from(it)
          }
          .filter {
              return@filter it.startWith("https")
          }
          .onErrorResumeNext {
              return@onErrorResumeNext Observable.just("https://kotlinlang.org/")            
          }
          .subscribeOn(Schedulers.io())
          .observeOn(AndroidSchedulers.mainThread())
          .subscribe(object : Observer<String> {
               override fun onCompleted() {
                  //handle on onCompleted
               }

               override fun onError(e: Throwable) {
                  //handle on onError
               }

               override fun onNext(url: String) {
                  //handle on onNext
               }
          })
  • 可以和现有的 Android 库有很好的兼容性：
import android.graphics.Typeface
import android.text.Spannable
import android.text.SpannableStringBuilder
import android.text.SpannedString
import android.text.style.StyleSpan
import android.text.style.UnderlineSpan
//Android API中的Spannable库的扩展函数
inline fun buildSpannedString(builderAction: SpannableStringBuilder.() -> Unit): SpannedString {
    val builder = SpannableStringBuilder()
    builder.builderAction()
    return SpannedString(builder)
}

//实现混合Span样式-扩展函数inSpans
inline fun SpannableStringBuilder.inSpans(
        vararg spans: Any,
        builderAction: SpannableStringBuilder.() -> Unit
): SpannableStringBuilder {
    val start = length
    builderAction()
    for (span in spans) setSpan(span, start, length, Spannable.SPAN_INCLUSIVE_EXCLUSIVE)
    return this
}

//实现加粗Span样式-扩展函数bold
inline fun SpannableStringBuilder.bold(builderAction: SpannableStringBuilder.() -> Unit) =
        inSpans(StyleSpan(Typeface.BOLD)， builderAction = builderAction)

//实现斜体Span样式-扩展函数italic
inline fun SpannableStringBuilder.italic(builderAction: SpannableStringBuilder.() -> Unit) =
        inSpans(StyleSpan(Typeface.ITALIC)， builderAction = builderAction)

//实现下划线Span样式-扩展函数underline
inline fun SpannableStringBuilder.underline(builderAction: SpannableStringBuilder.() -> Unit) =
        inSpans(UnderlineSpan()， builderAction = builderAction)

//调用处
tv_des = buildSpannedString {
      bold {
          append("Kotlin")
      }
      append("是一门用于")
      italic {
          append("现代多平台应用")
      }
      underline {
          append("静态编程语言")
      }
}
  • 可以和JavaScript 平台有很好的兼容性，都可用 Kotlin 写代码然后部署到你想要的地方：
import kotlin.browser.window

fun onLoad() {
    window.document.body!!.innerHTML += "<br/>Hello, Kotlin!"
}

2.4 工具友好

可以用任何 Java IDE 或者使用命令行构建。

图片描述

3. Kotlin能做什么?

如果对 Kotlin 的能力仅仅停留在 JVM平 台，那是片面的。如今的 Kotlin 已经从当初的更好 Java 目标完成了它华丽的大变身，他们的目标已经瞄准了星辰大海。目前 Kotlin 可以适用于移动端跨平台、原生 JVM、服务端开发、Web 开发、Android 开发、数据科学等多个领域。此外近年来 Kotlin 团队已经将重心转移到了语言层面的跨平台，多平台的支持。

图片描述

另一方面，Kotlin 得益于 Kotlin/JVM、Kotlin/JS、Kotlin/Native 三个语言编译器的后端实现，它不仅仅可以编译成 Java 字节码（Kotlin/JVM），也可以编译成JavaScript(Kotlin/JS)，还能编译成直接运行在不需要任何VM平台的机器代码（Kotlin/Native），可以轻松实现语言层面的跨平台，并实现在多个平台之间共享代码。目前已经部分支持了Linux、Windows、macOS、WebAssembly、Android、iOS以及watchOS和tvOS平台。

图片描述

4. 本教程能学到哪些 Kotlin 技能 ?

  • Kotlin的基本语法和代码规范 ；

  • Kotlin的面向对象；

  • Kotlin的函数式编程；

  • 扩展函数 ；

  • 属性代理 ；

  • 空指针类型安全 ；

  • 运算符重载 ；

  • lambda表达式和高阶函数；

  • 类型系统；

  • 泛型和型变 ；

  • 注解和反射 ；

  • 协程的基本使用；

  • Kotlin 的 DSL；

  • Kotlin 高效实现常用的设计模式；

  • Kotlin 在 Android、IntelliJ IDEA 插件、Gradle、服务端、Web、iOS 等实际应用开发。

5. 本教程适合哪些人群?

  • 零基础的开发者（会从编程语言的最基础开始讲起）；

  • 有一定 Java、C 或 C++ 开发基础开发者想学习 Kotlin 开发；

  • Android 开发者想学习 Kotlin 开发 Android 应用；

  • Java 后端开发者想学习 Kotlin 开发后端应用；

  • 对 Kotlin 语言感兴趣的所有开发者。

6. 总结几条学习 Kotlin 的建议?

  • 如果有 Java 编程基础，记住千万不要用 Java 编程思维来写 Kotlin 代码，换句话说不要硬生生把 Java 代码转化成 Kotlin 代码来写，更需要换个思维想如果用 Kotlin 某个语法糖实现的话更优呢，否则将无法真正体会Kotlin这门语言精髓；

  • 记住要善于使用 Kotlin 中的反编译代码插件，就是将 Kotlin 代码反编译成 Java 代码。这是一条非常重要和实用的建议，通过它将会真正看透 Kotlin 语法糖背后原理，从而更高效地使用它；

  • 学会经常去看 Kotlin 源码实现，其实 Kotlin 源码很短的，当知道如何使用某个语法，更需要知道它背后原理以及善于总结它适用的场景；

  • 最后就是多多实践，最好是自己弄个实际的项目，从0到1全部使用 Kotlin 开发，每天一点一点给它舔砖加瓦，通过它来学习每一个 Kotlin 语法技能点。

7. 关于 Kotlin 的一些干货资料

环境配置篇
Kotlin 简介 Kotlin 开发环境搭建 Kotlin-Eclipse 环境搭建 Kotlin-Android 环境搭建
基础语法篇
Kotlin 命令行编译 Kotlin 基础语法 Kotlin 基本数据类型 Kotlin 条件控制语句 Kotlin 循环控制语句 Kotlin 基础语法实践
高级语法篇
Kotlin 函数 Kotlin 扩展函数 Kotlin lambda 表达式 Kotlin 委托(属性代理) Kotlin 类型系统 Kotlin Reified 实化类型参数 Kotlin 的注解 Kotlin 中的预置注解 Kotlin 中的操作符函数 Kotlin 中的序列（sequence） Kotlin 中的集合 Kotlin 中的 typealias（别名） Kotlin 类和对象 Kotlin 抽象与接口 Kotlin 数据类、密封类、内部类和嵌套类 Kotlin 对象表达式和伴生对象 Kotlin 初识泛型型变 Kotlin 泛型型变 Kotlin 泛型型变的应用
应用实战篇
Kotlin 如何实现常用的单例模式 Kotlin 如何实现常用的代理模式 Kotlin 如何实现其他常用设计模式 Kotlin 如何用于Android开发 Kotlin 如何用于iOS开发 Kotlin 如何开发IDEA图片压缩插件 Kotlin 如何用于后端微服务开发-Ktor框架
Kotlin 简介
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