Kotlin学习基础知识大全(上)_kotlin大全

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文章目录

Kotlin基础知识全面解析
- 第一章：Kotlin语言概述
- - 1.1 Kotlin的发展历程
  - 1.2 Kotlin的设计目标
  - 1.3 Kotlin的应用领域
  - 1.4 Kotlin与Java的比较
- 第二章：Kotlin基础语法
- - 2.1 变量与常量
  - 2.2 基本数据类型
  - - 数字类型示例：
    - 字符和字符串示例：
  - 2.3 运算符
  - 2.4 控制流
  - - if表达式
    - when表达式
    - 循环结构
  - 2.5 异常处理
- 第三章：函数与Lambda表达式
- - 3.1 函数定义
  - 3.2 函数参数
  - 3.3 扩展函数
  - 3.4 高阶函数与Lambda
  - 3.5 内联函数
- 第四章：类与对象
- - 4.1 类定义
  - 4.2 构造函数
  - 4.3 继承
  - 4.4 抽象类与接口
  - 4.5 数据类
  - 4.6 单例与伴生对象
- 第五章：空安全与类型系统
- - 5.1 可空类型
  - 5.2 安全调用操作符
  - 5.3 Elvis操作符
  - 5.4 非空断言
  - 5.5 安全类型转换

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Kotlin基础知识全面解析

第一章：Kotlin语言概述

1.1 Kotlin的发展历程

Kotlin是由JetBrains公司开发的一种静态类型编程语言，最初发布于2011年。JetBrains是知名IDE工具IntelliJ IDEA的开发商，他们开发Kotlin的目的是为了解决Java语言在开发效率、代码简洁性和安全性方面的一些不足。

2016年2月，Kotlin 1.0正式发布，标志着语言进入稳定阶段。2017年5月，在Google I/O大会上，Google宣布Kotlin成为Android开发的官方支持语言，这一决定极大地推动了Kotlin的普及。

1.2 Kotlin的设计目标

Kotlin的设计团队为这门语言设定了几个核心目标：

简洁性：通过减少样板代码提高开发效率
安全性：在语言层面避免常见的编程错误，如空指针异常
互操作性：与Java完全互操作，可以无缝使用现有Java生态
工具友好：提供优秀的IDE支持，特别是IntelliJ IDEA

1.3 Kotlin的应用领域

Kotlin主要应用于以下几个领域：

Android开发：作为Java的替代语言，Kotlin已成为Android开发的首选
服务器端开发：可以与Spring等框架配合使用
跨平台开发：通过Kotlin Multiplatform可以开发跨平台应用
前端开发：可以编译为JavaScript
数据科学：Kotlin也正在成为数据科学领域的一个选择

1.4 Kotlin与Java的比较

特性 Java Kotlin 空安全无有扩展函数无有数据类需要手动实现原生支持函数式编程 Java 8+支持有限全面支持协程无有字符串模板有限支持强大支持默认参数无有类型推断有限全面

第二章：Kotlin基础语法

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2.1 变量与常量

在Kotlin中，变量声明使用var关键字，常量声明使用val关键字。

// 变量声明var count: Int = 10count = 20 // 可以重新赋值// 常量声明val language: String = \"Kotlin\"// language = \"Java\" // 编译错误，val不可重新赋值

Kotlin支持类型推断，可以省略类型声明：

var count = 10 // 自动推断为Int类型val name = \"Kotlin\" // 自动推断为String类型

2.2 基本数据类型

Kotlin中的所有数据类型都是对象，没有Java中的原始类型概念。Kotlin的基本数据类型包括：

数字类型：Byte, Short, Int, Long, Float, Double
字符类型：Char
布尔类型：Boolean
字符串类型：String

数字类型示例：

val one: Int = 1val threeBillion: Long = 3000000000val oneLong = 1L // Long类型val oneByte: Byte = 1val pi = 3.14 // Doubleval eFloat = 2.7182818284f // Float，实际值为2.7182817

字符和字符串示例：

val letter: Char = \'A\'val text: String = \"Hello, Kotlin!\"// 字符串模板val name = \"Alice\"val greeting = \"Hello, $name!\" // \"Hello, Alice!\"val lengthInfo = \"Name has ${name.length} characters\" // \"Name has 5 characters\"// 多行字符串val multiLineText = \"\"\" This is a multi-line string. It preserves all indentation and line breaks. You can include \"quotes\" without escaping.\"\"\".trimIndent()

2.3 运算符

Kotlin支持大多数标准运算符：

算术运算符：+, -, *, /, %
比较运算符：==, !=, <, >, <=, >=
逻辑运算符：&&, ||, !
位运算符：and, or, xor, inv, shl, shr, ushr

val a = 10val b = 20println(a + b) // 30println(a < b) // trueprintln(a == 10 && b == 20) // trueprintln((a and 0x0F) shl 2) // 40

2.4 控制流

if表达式

在Kotlin中，if是一个表达式，可以返回值：

val max = if (a > b) a else b// 也可以是多行val max = if (a > b) { println(\"Choose a\") a} else { println(\"Choose b\") b}

when表达式

when表达式比Java中的switch更强大：

when (x) { 1 -> print(\"x == 1\") 2 -> print(\"x == 2\") 3, 4 -> print(\"x == 3 or 4\") in 5..10 -> print(\"x is in the range 5 to 10\") !in 11..20 -> print(\"x is outside the range 11 to 20\") else -> print(\"x is neither 1 nor 2\")}

when也可以不带参数使用：

when { x.isOdd() -> print(\"x is odd\") x.isEven() -> print(\"x is even\") else -> print(\"x is funny\")}

循环结构

Kotlin提供了多种循环结构：

// for循环for (i in 1..5) { print(i) // 输出: 12345}for (i in 1 until 5) { print(i) // 输出: 1234}for (i in 5 downTo 1) { print(i) // 输出: 54321}for (i in 1..10 step 2) { print(i) // 输出: 13579}// while循环var x = 5while (x > 0) { print(x--) // 输出: 54321}// do-while循环var y = 0do { print(y++) // 输出: 01234} while (y < 5)

2.5 异常处理

Kotlin的异常处理与Java类似，但有一些改进：

try { // 可能抛出异常的代码 val result = 10 / 0} catch (e: ArithmeticException) { println(\"除零错误: ${e.message}\")} finally { println(\"无论是否异常都会执行\")}

Kotlin不强制要求捕获所有异常，只有运行时异常（RuntimeException）和错误（Error）。

第三章：函数与Lambda表达式

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3.1 函数定义

Kotlin中使用fun关键字定义函数：

// 基本函数定义fun add(a: Int, b: Int): Int { return a + b}// 表达式函数体fun add(a: Int, b: Int) = a + b// 无返回值函数fun printSum(a: Int, b: Int): Unit { println(\"sum of $a and $b is ${a + b}\")}// Unit返回类型可以省略fun printSum(a: Int, b: Int) { println(\"sum of $a and $b is ${a + b}\")}

3.2 函数参数

Kotlin函数参数支持默认值和命名参数：

fun greet(name: String = \"World\", prefix: String = \"Hello\") { println(\"$prefix, $name!\")}// 使用示例greet() // Hello, World!greet(\"Kotlin\")  // Hello, Kotlin!greet(prefix = \"Hi\", name = \"Android\") // Hi, Android!

3.3 扩展函数

扩展函数允许在不修改类定义的情况下为类添加新函数：

fun String.addExclamation(): String { return \"$this!\"}println(\"Hello\".addExclamation()) // 输出: Hello!// 扩展属性val String.lastChar: Char get() = this[length - 1]println(\"Kotlin\".lastChar) // 输出: n

3.4 高阶函数与Lambda

高阶函数是指以函数作为参数或返回值的函数：

// 高阶函数示例fun calculate(a: Int, b: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int { return operation(a, b)}// 使用Lambda表达式val sum = calculate(10, 5) { x, y -> x + y } // 15val product = calculate(10, 5) { x, y -> x * y } // 50// Lambda表达式语法val sum: (Int, Int) -> Int = { x, y -> x + y }println(sum(1, 2)) // 3

3.5 内联函数

使用inline关键字可以减少高阶函数的运行时开销：

inline fun measureTime(block: () -> Unit): Long { val start = System.currentTimeMillis() block() return System.currentTimeMillis() - start}val time = measureTime { // 执行一些耗时操作 Thread.sleep(1000)}println(\"Execution took $time ms\")

第四章：类与对象

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4.1 类定义

Kotlin中使用class关键字定义类：

class Person { // 属性 var name: String = \"\" var age: Int = 0 // 方法 fun speak() { println(\"$name is $age years old\") }}// 使用val person = Person()person.name = \"Alice\"person.age = 25person.speak() // 输出: Alice is 25 years old

4.2 构造函数

Kotlin类可以有一个主构造函数和多个次构造函数：

// 主构造函数class Person constructor(firstName: String) { val name: String init { // 初始化块 name = firstName.capitalize() }}// 简化写法class Person(val name: String, var age: Int) { init { println(\"Person created with name=$name and age=$age\") } // 次构造函数 constructor(name: String) : this(name, 0) { println(\"Secondary constructor called\") }}// 使用val person1 = Person(\"Alice\", 25)val person2 = Person(\"Bob\")

4.3 继承

Kotlin中所有类默认都是final的，要允许继承需要使用open关键字：

open class Animal(val name: String) { open fun makeSound() { println(\"$name makes a sound\") }}class Dog(name: String) : Animal(name) { override fun makeSound() { println(\"$name barks\") }}val dog = Dog(\"Rex\")dog.makeSound() // 输出: Rex barks

4.4 抽象类与接口

// 抽象类abstract class Shape { abstract fun area(): Double}class Circle(val radius: Double) : Shape() { override fun area() = Math.PI * radius * radius}// 接口interface Drawable { fun draw()}class Rectangle : Drawable { override fun draw() { println(\"Drawing a rectangle\") }}

4.5 数据类

数据类自动生成equals(), hashCode(), toString(), copy()等方法：

data class User(val name: String, val age: Int)val user1 = User(\"Alice\", 25)val user2 = user1.copy(age = 26)println(user1) // 输出: User(name=Alice, age=25)println(user1 == user2) // false

4.6 单例与伴生对象

// 单例object Singleton { fun doSomething() { println(\"Doing something...\") }}Singleton.doSomething()// 伴生对象class MyClass { companion object { const val CONSTANT = \"constant\" fun create(): MyClass = MyClass() }}val instance = MyClass.create()println(MyClass.CONSTANT)

第五章：空安全与类型系统

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5.1 可空类型

Kotlin通过类型系统区分可空和非空引用：

var a: String = \"abc\" // 非空类型// a = null // 编译错误var b: String? = \"abc\" // 可空类型b = null // 允许

5.2 安全调用操作符

val length = b?.length // 如果b为null，返回null// 链式调用val streetLength = person?.address?.street?.length

5.3 Elvis操作符

val length = b?.length ?: 0 // 如果b为null，返回0// 也可以抛出异常val length = b?.length ?: throw IllegalArgumentException(\"b is null\")

5.4 非空断言

val length = b!!.length // 如果b为null，抛出NullPointerException

5.5 安全类型转换

val aInt: Int? = a as? Int // 如果转换失败，返回null而不是抛出异常

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第一章：Kotlin语言概述

1.1 Kotlin的发展历程

1.2 Kotlin的设计目标

1.3 Kotlin的应用领域

1.4 Kotlin与Java的比较

第二章：Kotlin基础语法

2.1 变量与常量

2.2 基本数据类型

数字类型示例：

字符和字符串示例：

2.3 运算符

2.4 控制流

if表达式

when表达式

循环结构

2.5 异常处理

第三章：函数与Lambda表达式

3.1 函数定义

3.2 函数参数

3.3 扩展函数

3.4 高阶函数与Lambda

3.5 内联函数

第四章：类与对象

4.1 类定义

4.2 构造函数

4.3 继承

4.4 抽象类与接口

4.5 数据类

4.6 单例与伴生对象

第五章：空安全与类型系统

5.1 可空类型

5.2 安全调用操作符

5.3 Elvis操作符

5.4 非空断言

5.5 安全类型转换

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