Kotlin:Android 世界的 Swift

  • 谢丽

2015 年 6 月 25 日

话题:JVMJetBrainsAndroid语言 & 开发架构

Kotlin是一门与 Swift 类似的静态类型 JVM 语言,由JetBrains设计开发并开源。与 Java 相比,Kotlin 的语法更简洁、更具表达性,而且提供了更多的特性,比如,高阶函数、操作符重载、字符串模板。它与 Java 高度可互操作,可以同时用在一个项目中。

按照 JetBrains 的说法,根据他们多年的 Java 平台开发经验,他们认为 Java 编程语言有一定的局限性和问题,而且由于需要向后兼容,它们不可能或很难得到解决。因此,他们创建了 Kotlin 项目,主要目标是:

  • 创建一种兼容 Java 的语言
  • 编译速度至少同 Java 一样快
  • 比 Java 更安全
  • 比 Java 更简洁
  • 比最成熟的竞争者 Scala 还简单

Ashraff Hathibelagal是一名喜欢研究新框架和 SDK 的独立开发者。近日,他撰文介绍了 Kotlin 的一些语法。按照他的说法,一个合格的 Java 程序员可以在很短的时间内学会使用 Kotlin。

类与构造函数

Kotlin 创建类的方式与 Java 类似,比如下面的代码创建了一个有三个属性的Person类:

class Person{
    var name: String = ""
    var age: Int = 0
    var college: String? = null
}

可以看到,Kotlin 的变量声明方式略有些不同。在 Kotline 中,声明变量必须使用关键字var,而如果要创建一个只读 / 只赋值一次的变量,则需要使用val代替它。另外,为了实现“空安全(null safety)”,Kotlin 对可以为空的变量和不可以为空的变量作了区分。在上述代码中,变量nameage不可为空,而表明变量college可以为空。定义完类之后,创建实例就非常简单了:

var jake = Person()

注意,Kotlin 没有关键字new。实例创建完成后,就可以像在 Java 中一样为变量赋值了:

jake.name = "Jake Hill"
jake.age = 24
jake.college = "Stephen's College"

变量可以采用上述方式赋值,也可以通过构造函数赋值,但后者是一种更好的编码实践。在 Kotlin 中,创建这样的一个构造函数非常简单:

class Person(var name: String, var age: Int, var college: String?) {
}

而实际上,由于构造函数中没有其它操作,所以花括号也可以省略,代码变得相当简洁:

class Person(var name: String, var age: Int, var college: String?)

var jake = Person("Jake Hill", 24, "Stephen's College")

上述代码中的构造函数是类头的一部分,称为主构造函数。在 Kotlin 中,还可以使用constructor关键字创建辅助构造函数,例如,下面的代码增加了一个辅助构造函数初始化变量email

class Person(var name: String, var age: Int, var college: String?) {

    var email: String = ""

    constructor(name:String, age:Int, college: String?, email: String) : this(name, age, college) {
        this.email = email
    }
}

Kotlin 允许创建派生类,但要遵循如下规则:

  • 必须使用代替 Java 中的extends关键字
  • 基类头必须有open注解
  • 基类必须有一个带参数的构造函数,派生类要在它自己的头中初始化那些参数

比如下面的代码创建了一个名为Empoyee的派生类:

open class Person(var name: String, var age: Int, var college: String?) {
    ...
}

class Employee(name: String, age: Int, college: String?, var company: String) : Person(name, age, college) {
}

函数与扩展

有派生就有重载。与类的派生一样,允许重载的方法要有open注解,而在派生类中重载时要使用override注解。例如,下面是在Employee类中重载Person类的isEligibleToVote方法的代码:

override fun isEligibleToVote(): Boolean {
    return true
}

除了改变类的已有行为,Kotlin 还允许开发者在不修改类的原始定义的情况下实现对类的扩展,如下面的代码为Person类增加了一个名为isTeenager的扩展:

fun Person.isTeenager(): Boolean {
    return age in 13..19
}

在需要扩展来自其它项目的类时,这个特性特别有用。

上面提到的函数都与 Java 中的函数类似,但 Kotlin 还支持其它类型的函数。如果一个函数返回单个表达式的值,那么可以使用=来定义函数。下面是一个创建单表达式函数的例子:

fun isOctogenarian(): Boolean = age in 80 .. 89

Kotlin 还支持高阶函数和 Lambda 表达式。例如,lambda 表达式{x,y->x+y}可以像下面这样给一个变量赋值:

val sumLambda: (Int, Int) -> Int = {x,y -> x+y}

而下面的高阶函数将上述表达式作为一个参数,并将表达式的计算结果翻倍:

fun doubleTheResult(x:Int, y:Int, f:(Int, Int)->Int): Int {
    return f(x,y) * 2
}

该函数可以使用下面的其中一种方式调用:

val result1 = doubleTheResult(3, 4, sumLambda)

val result2 = doubleTheResult(3, 4, {x,y -> x+y})

范围表达式

在 Kotlin 中,范围表达式用的比较多。范围创建只需要..操作符,例如:

val r1 = 1..5
// 该范围包含数值 1,2,3,4,5

如果创建一个降序范围,则需要使用downTo函数,例如:

val r2 = 5 downTo 1
// 该范围包含数值 5,4,3,2,1

如果步长不是 1,则需要使用step函数,例如:

val r3 = 5 downTo 1 step 2
// 该范围包含数值 5,3,1

条件结构

在 Kotlin 中,if 是一个表达式,根据条件是否满足返回不同的值,例如,下面的代码将isEligibleToVote设置为“Yes”

var age = 20
val isEligibleToVote = if(age > 18) "Yes" else "No"

when表达式相当于 Java 的switch,但功能更强大,例如,下面的代码将typeOfPerson设置为“Teenager”:

val age = 17

val typeOfPerson = when(age){
    0 -> "New born"
    in 1..12 -> "Child"
    in 13..19 -> "Teenager"
    else -> "Adult"
}

循环结构

Kotlin 使用for..in遍历数组、集合及其它提供了迭代器的数据结构,语法同 Java 几乎完全相同,只是用in操作符取代了:操作符,例如,下面的代码将遍历一个String对象数组:

val names = arrayOf("Jake", "Jill", "Ashley", "Bill")

for (name in names) {
    println(name)
}

whiledo..while循环的语法与 Java 完全相同。

字符串模板

Kotlin 允许在字符串中嵌入变量和表达式,例如:

val name = "Bob"
println("My name is ${name}") // 打印"My name is Bob"

val a = 10
val b = 20
println("The sum is ${a+b}") // 打印"The sum is 30"

此外,Kotlin 与 Java 高度可互操作。Kotlin 可以用一种自然的方式调用现有的 Java 代码,而 Java 也很容易调用 Kotlin 代码。同时,Kotlin 也可以与 JavaScript 互操作。

上面介绍的只是 Kotlin 的一些基本语法和特性,更多细节请查阅官方文档。事实上,到目前为止,Kotlin 还仍然只是一个预览版本,接下来的几个月中还会有多项重大改进及新增特性。尽管如此,GitHub 上已有 400 多个与 Kotlin 项目相关的库

在另外一篇文章中,Hathibelagal 写道,“如果你正在为 Android 开发寻找一种替代编程语言,那么应该试下 Kotlin。它很容易在 Android 项目中替代 Java 或者同 Java 一起使用。”想要了解如何在 Android Studio 中使用 Kotlin 开发 Android 项目的读者,可以读下这篇文章。


感谢徐川对本文的审校。

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