Hello Kotlin

很多人都喜欢从经典的 Hello world 程序开始介绍一门语言。这里我也贴上一个 Kotlin 的 Hello world 程序，虽然同样是运行在 JVM 上的程序，但是看起来与 Java 还是有很大的不同的。

// helloworld.kt
val name = "Kotlin"
fun main(args: Array<String>) {
    println("hello, $name")
}

下面拆解一下上面的代码，看看 Kotlin 中新奇的地方。后面会整理 Kotlin 基本的语法知识，主要关注与 Java 有差别的地方，太基本的就不多说了。

拆解说明

1. 顶层函数/变量：在 Kotlin 中函数和变量的声明可以直接在文件中，不需要像 Java 一样要用额外类来包裹入口。
2. 函数定义：Kotlin 的函数声明采用 fun 关键字，后面加上函数名字和参数列表，最后才是返回值。
3. 函数变量：函数的变量是名称在前，类型在后的。
4. 输出语句：Kotlin 标准库封装了若干方法，可以不导入直接使用，println 就是其一。
5. 字符串模板：Kotlin 支持直接在字符串中引用变量，最终的结果将是变量拼接后的结果。

变量

val 和 var

在 Kotlin 中有两种形式的变量声明的。

• 不可变的 val。val 声明的变量不能在初次赋值后再次赋值，类似 Java 中的 final 声明的变量。
• 可变的 var。与 val 相反，可以反复赋值。

这些关键字在现代的编程语言中很常见，但是他们的含义可能不一样。 Javascript 中的 var 是可以反复赋值，并且可以赋值不同的类型的变量的。但是在 Kotlin 中，var 的变量类型不能变更。

类型推导

Kotlin 变量的声明时可以不用指定，编译器会自动推导类型。如果无法推导类型则必须显式地指定类型。

val PI = 3.141592653
var lang_name = "kotlin"

上面两个声明变量的语句并没有指定类型，因为赋值初始化的值可以推倒出该变量的类型。如果想指定类型的话可以这样：

val PI: Double = 3.141592653
var lang_name: String = "kotlin"

在 Kotlin 中不能使用 Java 中 int, double, boolean 等内置变量，而应该使用对应的包装类。比如 int 对应的 Int，double 对应的 Double 等。

函数

Kotlin 函数声明方式与 Java 中已经大为不同，上面例子的 main 函数是个无返回函数，可以省略返回类型，如果要指定类型可以使用 Unit 指定（例如用在声明无返回的函数类型变量上）。

fun log(msg: String): Unit {
    println("[Kotlin] $msg")
}

简化函数

如果函数主体只有一条语句，则可以简化函数的写法，以下 log 函数的返回值将自动推导成 println 的返回值。

fun log(msg: String) = println("[Kotlin] $msg")

Kotlin 的函数后面单独仔细总结一下，此处不再多说。

分支

Kotlin 增加了一些强大的分支控制语法，甚至可以自己自定义语法，重载操作符。

when 表达式

when 表达式类似 switch，可以根据提供的值选择要执行代码。不同的是 when 是一个表达式有返回值，而且 when 比 switch 要强大太多。

when (font) {
    Font.YH -> "雅黑"
    Font.PF -> "苹方"
    else -> "其他"
}

以上例子中的 else 的作用和 switch 中的 default 类似。when 表达式中没有要求在每个分支里写 break，因为只有对应匹配的分支会执行。如果想匹配多个条件可以用逗号分隔开。

when (font) {
    Font.YH -> "雅黑"
    Font.PF -> "苹方"
    Font.HT, Font.HT_SC -> "黑体"
    else -> "其他"
}

与 Java 中的 switch 不同的是，when 可以对所有对象使用。同时，when 的参数也是可以省略的。当 when 的参数被省略的时候，将会执行分支条件为真的分支，如果都不符合则执行 else 分支。

fun fontName(font: String): String {
    when {
        Font.YH == font -> "雅黑"
        else -> "其他"
    }
}

前面提到，when 是表达式，那可以用在表达式可以用的任何地方，比如表达式为主体的函数。

fun fontName(font: String) = when (font) {
    Font.YH -> "雅黑"
    Font.PF -> "苹方"
    Font.HT, Font.HT_SC -> "黑体"
    else -> "其他"
}

if 表达式

if 在 Kotlin 中也是一个表达式，也可以赋值给一个变量或者作为表达式主体。if 和 when 等都有一个特性，就是智能类型转换。

if (a is Num) {
    a += 6
}

代码中 if 语句块里的 a 被自动转换为 Num 类型，不需要额外的代码进行手动转换。当然如果想手动进行类型转换可以使用 as 关键字，如下代码得到的 b 的类型即为 Num。

val b = a as Num

while 和 for

Kotlin 的 while 和 do-while 语法和 Java 的没什么不同。Kotlin 引入了 ranges 的语法，类似 Ruby 的 Range 语法，可以快速枚举制定范围的数据列表，同时枚举范围是闭合的。例如，1..5 表示的是数字 [1,2,3,4,5] 的集合。

for (i in 1..5) {
    println(i)
}

如果想倒数数字的话需要使用 downTo 来表示。

for (i in 5 downTo 1) {
    println(i)
}

downTo 还可以与 step 一起用，设置每次数据枚举的步数。

for (i in 5 downTo 1 step 2) {
    println(i)
}

与其类似的还有 until，用于配置不右包含的范围，比如要取 1 到 size - 1 的范围可以这么设置

for (i in 1 until l.size ) {
    println(i)
}

实际上，downTo、step 和 until 都是函数，是由 Kotlin 标准库使用插入函数(infix function)的方式从 Int 中扩展出来的。我们也可以使用类似的方式实现类似的功能，后面再整理 infix 的内容，有兴趣可以参看 Kotlin 标准库中 _Ranges.kt 的源码。Kotlin 标准库含有大量类似的扩展增强方法，很有研究价值。

操作符

在最后，我想单独讲一下 Kotlin 的操作符。Kotlin 的操作除了 Java 原来那套外，还增加了 in、as 和 is 操作符。

• in 表示内容包含。可以用在 if 中判断是否存在集合中，for 中进行遍历。!in 是 not in 的意思，与 in 的作用相反。
• as 用于转换变量类型
• is 用于判断类型

总结

Kotlin 带来了很多新的语法特性，包含有函数式编程的特性又有 Java 的部分内容，难怪别人会说是 JVM 版的 Swift。以上只是简单介绍了 Kotlin 的部分语法特性，还有很多内容没有涉及到。函数相关的内容诸如 infix、lambda 和函数式编程的支持等高级特性并未提及，后面会逐个涉及 Kotlin 所有特性。