秒懂Kotlin之Java工程师快速掌握Kotlin的技巧

概述

 Kotlin 是一种在 Java 虚拟机上运行的静态类型编程语言，被称之为 Android 世界的Swift，由 JetBrains 设计开发并开源。

Kotlin 可以编译成Java字节码，也可以编译成 JavaScript，方便在没有 JVM 的设备上运行。

在Google I/O 2017中，Google 宣布 Kotlin 成为 Android 官方开发语言。

Kotlin/JVM 可以看做是对改进Java的一种积极的尝试，其试图改进Java编程语言中已知的被广泛讨论的缺点与不足。因为我多年前从事过C#的开发，初次看到Kotlin，感觉好多特性C#好多年前就有了。足见Java是多么的传统，不愿意过多的引入语法糖。

关于Kotlin与Java的爱恨情仇此处按下不表，等有机会单独写一篇相关文章。本文仅想从Java惯用者的角度给出Kotlin与Java的一些不同点，这往往对Java惯用者迅速掌握Kotlin是至关重要的。因为Kotlin是对Java的一种改进，其与Java是100%互操作的，所以Java程序员经过短暂的熟悉后往往可以快速入门，进而熟练掌握Kotlin。

人类学习新事物的一个很重要的方法就是类比，如果新事物与旧事物相似性非常大，那么类比学习的效果会更加明显，从Java到Kotlin非常符合这个特征，以你熟悉的Java来类比不熟悉的Kotlin将会事半功倍，让我们开始吧。

本文基于Kotlin 1.4.0 版本

语法差异

Kotlin与Java在语法上存在一些差异，不算特别巨大，下面列出了我认为最需要适应的几条：

Kotlin中的方法和属性可以不包含在类中

我们知道，Java中的一切是以class为基础的，都要在class中，但是Kotlin却不是。下面的代码中，方法、属性以及类共存于同一级，同一个文件中都是允许的。

//属性
var name: String = "ShuSheng007"

//方法
fun sum(x: Int, y: Int): Int {
    return x + y
}

//类
class Student{}

Kotlin中语句不需要以;结束

println("hello world")

Kotlin中数据类型是后置的

//变量声明时类型后置
var name: String = "ShuSheng007"

//方法参数及返回值类型后置
fun sum(x: Int, y: Int): Int {
        return x + y
}

Kotlin方法使用fun关键字定义

fun sum(x: Int, y: Int): Int {
        return x + y
}

Kotlin的类和方法默认是public final的

类默认不可以被继承，基类中的方法默认不可以被重写，如果想要被继承或者重写需要用open关键字标记

//Human类可以被继承
open class Human{
	//eat方法可以被overwrite
    open fun eat(){
    }
}

Kotlin中类继承和接口实现使用:标记

//类继承
class Man : Human(){
    override fun eat() {
        super.eat()
    }
}

//实现接口
interface action{
    fun sleep()
}
class Woman :action{
    override fun sleep() {
        //...
    }
}

Kotlin中使用var,val声明变量及属性，而且可以进行类型推断

在Java中，我们声明一个变量必须先指定其类型，例如

String name= "shusheng007";

但是在Kotlin中，编译器可以根据赋值自动推断其类型为String

var name = "shusheng007"

Kotlin存在非空与可空类型

这个也是其宣传的一大亮点，尝试去解决价值几十亿美金的问题:NullPointerException

在Kotlin中每个对象默认都是非null的，除非你显式的将其声明为可null

//非空类型
var name1:String="shusheng"
//可空类型
var name2:String?=null

Kotlin中package可以与文件路径不一致

什么意思呢？假设我们有个类文件在 src/…/top/ss007/learn 文件路径中

那么对于Java 此类的包名必须为

package top.ss007.learn

而对于Kotlin来说就没有这个限制，可以随便叫，例如叫：就是这么任性

package just.so.wayward

确实挺任性的，所以这点建议还是遵守Java的规范更好。

Kotlin中没有受检异常（Checked Exception）

在Java中有很多受检查异常，程序员被强制要求处理它，或者抛给下层调用者处理。但是Kotlin没有这个限制。

Kotlin强调不可变的概念

Kotlin会优先使用不可变对象，例如不可变的集合，不可变的变量。这些不可变对象生成后就只能读取，而不能修改。至于使用不可变对象有很多好处，例如其天然的线程安全性等

以上几条是个人认为的最颠覆我们认知的差异点，熟悉了上面几条后Java程序员就基本上可以看得懂kotlin的代码了

Java中不存在的特性

Kotlin中引入了很多Java中不存在的特性，下面是几条我认为比较重要的

方法类型(Function Type)

在Kotlin中方法是一等公民，意思就是方法就和类一样，类可以干的事，方法都可以干。方法竟然可以作为类型当其他方法的参数传递，当其他方法的返回值类型，当变量的声明类型…这个比较颠覆Java程序员的三观，Java中是没有对应的概念的。如果非要找一个对应物的话，那就是函数接口了。

下面是一个方法类型（两个int 数据 得到一个int，例如1+2=3）。我们完全可以将其看成是java中的一个类，所有可以使用类的地方这家伙都适用，也就是说kotlin中，方法可以当参数传递了，相当于实现了方法引用，牛逼哄哄的。

(Int, Int) -> Int

例如如下方法，第3个参数operation的类型就是上面的方法类型

fun calculate(x: Int, y: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int {  
    return operation(x, y)                                          
}
//如何调用
fun sum(x: Int, y: Int): Int {
    return x + y
}
//将sum方法当参数传入了calculate方法中
calculate(4, 5, ::sum)

//我们也可以使用Lambda表达式
calculate(4, 5, { a, b -> a + b })
//当Lambda表达式是方法的最后一个参数时，其可以移到()外面
calculate(4, 5) { a, b -> a + b }

那么如何在Java中实现相同的功能呢？

第一步：按照需求定义一个函数接口

下面的接口只有一个抽象方法，是一个函数接口。

@FunctionalInterface
public interface Fun2<P1, P2, R> {
    R invoke(P1 p1, P2 p2);
}

第二步：将其作为方法参数类型

public int javaCalculate(int x, int y, Fun2<Integer, Integer, Integer> operation) {
     return operation.invoke(x, y);
 }

经过上面两步就搞定了。

当在Kotlin中调用Java中的方法javaCalculate时，IDE会提示如下信息

第一条是告诉你第三个参数可以使用Kotlin中的函数类型，代码如下

javaCalculate(4, 5) { a, b -> a + b }

第二条是比较正统的，告知你需要一个类型为Fun2的参数，代码如下

javaCalculate(4, 5, object : Fun2<Int, Int, Int> {
        override fun invoke(p1: Int, p2: Int): Int {
            return p1 + p2
        }
    })

在Java中我们使用new一个匿名类的对象，而在Kotlin中我们需要使用object关键字

属性(Property)

var name:String="ShuSheng007"

对应Java类里的私有字段（Field）外加getter和setter方法

private String name;

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

数据类 data class

data class User(val name: String, val age: Int)

大体相当于Java中的JavaBean,但有细微差别，这也是Kotlin大势宣传其简洁性时经常展示的看家特性

密封类 ( Sealed Classes)

这个比较牛逼，Java中没有对应的东东，其主要配合Kotlin中的when使用。最开始见到它的时候我不是很喜欢它，因为它名叫密封类，却可以被继承，后来发现了它设计的精妙性，真的实质性的解决了开发中常常遇到的困境。

• 其是一种继承受限的类,例如下面的Human类，其具有如下特点
• 其是abstract类其不可以被直接实例化
• 其子类必须和其处于同一个文件中

sealed class Human {
    abstract fun eat(): Unit
    open fun program(){
        println("I use koltin")
    }
}
class Man : Human() {
    override fun eat() {
    }

    override fun equals(other: Any?): Boolean {
        return this === other
    }

    override fun hashCode(): Int {
        return System.identityHashCode(this)
    }
}

class Woman :Human(){
    override fun eat() {
    }

    override fun program() {
        super.program()
    }
}

那它有什么好处呢？主要就是用在when表达式中，和枚举的功能差不多，但是其可以保护状态，枚举是单例的。

扩展方法(Extension functions)与扩展属性(Extension properties)

这个特性也是kotlin非常重要的特性，有着很广泛的应用。通过扩展方法Kotlin有能力不通过继承而为某个类增加新的方法和属性

例如我们想实现一个wrapWithSymbol, 用于在字符串的前后加上<>，如何实现呢？如果是java的话就只能写一个Utils方法了，而Kotlin可以使用扩展方法来给String类增加一个新方法。

其实现方法如下，注意方法前面的那个要扩展的类型，学名叫receiver

fun String.wrapWithSymbol() :String{
	return "<$this>"
}

//使用
println("my name is ${"shusheng007".wrapWithSymbol()}")

输出：

my name is <shusheng007>

可见已经在目标字符串前后加上了<>，从调用方式来看，wrapWithSymbol方法就像是String类的方法一样。

扩展属性与扩展方法类似：

val <T> List<T>.lastIndex: Int
    get() = size - 1
    
//调用
println(listOf(1,2,3,4).lastIndex)

操作符重载

这个其实还是比较复杂的，也容易被滥用，我认为应该属于进阶知识，此处仅简单的简绍一下。

Java是不支持操作符重载的，其实有没有它也不影响大局。

那什么是操作符重载呢？想要理解这个问题，首先必须理解什么是操作符？

例如我们编程时候经常用到 a++, a--, a+b, a==b ,a in b等等，其中那些++，--，+,== ,in就是操作符。

那什么是重载呢？这些操作符本身都是有自己的含义的，但是我们通过重载方式可以改变这些操作符的含义，这个过程就叫操作符重载。

在kotlin中，可以重载的操作符集合及其对应的方法都是预先定义好的，不能随便重载。下面列出其中的一组：

操作符重载的方法既可以是实例方法，也可以是扩展方法。

我们尝试使用实例方法重载一下上表中的+操作符。有两点需要注意：

1. 重载方法必须以operator 标记
2. 重载方法名称和参数必须是Kotlin预先定义好的，例如此处的 plus

data class Point(val x: Int, val y: Int){
	operator fun plus(p: Point): Point {
        return Point(p.x + x,p.y + y)
    }
}

//调用
 val p1 = Point(1, 2)
 val p2 = Point(3, 4)
 println(p1 + p2)

输出：

Point(x=4, y=6)

可见，通过重载+操作符，我们改变了其内在的含义，使得+也能用于对象了。

协程

较复杂，需要单独文章描述