From Java To Kotlin：空安全、扩展、函数、Lambda很详细，这次终于懂了
From Java To Kotlin, 空安全、扩展、函数、Lambda
概述（Summarize）
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• Kotlin 是什么？
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• 可以做什么？
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• Android 官方开发语言从Java变为Kotlin,Java 有哪些问题？
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• Kotlin的优点
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• Kotlin 特性（Features）
Kotlin 是什么？
Kotlin 出自于捷克一家软件研发公司 JetBrains ，这家公司开发出很多优秀的 IDE，如 IntelliJ IDEA、DataGrip 等都是它的杰作，包括 Google 官方的 Android IDE -- Android Studio ，也是 IntelliJ IDEA 的插件版。
Kotlin 源于 JetBrains 的圣彼得堡团队，名称取自圣彼得堡附近的一个小岛 ( Kotlin Island ) ，和 Java一样用岛屿命名，JetBrains 在 2010 年首次推出 Kotlin 编程语言，并在次年将之开源。
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• 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。
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• 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。
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• 在Google I/O 2017中，Google 宣布 Kotlin 成为 Android 官方开发语言,替代 Java 语言。
Kotlin 代码会被编译成Java字节码，所以和 Java 兼容 
可以做什么？
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• Android
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• Server-side
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• Multiplatform Mobile
Kotlin Multiplatform Mobile is in Beta!
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• Multiplatform libraries
Create a multiPlatform library for JVM, JS, and Native platforms.
Android 官方开发语言从Java变为Kotlin,Java 有哪些问题？
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• 空引用（Null references）：Java 中的 null 值是经常导致程序运行出错的原因之一，因为 Java 不支持空安全。
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• 更少的函数式编程特性：Java 语言在函数式编程方面的支持相对较弱，虽然 Java 8 引入了 Lambda 表达式和 Stream API，但是 Kotlin 语言在这方面的支持更加全面和友好。
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• 不够灵活，缺乏扩展能力：我们不能给 第三方 SDK 中的classes 或者 interfaces 增加新的方法。。
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• 语法繁琐，不够简洁：Java 语言比 Kotlin 语言更为冗长，需要写更多的代码来完成相同的任务，这可能会降低开发效率。
Kotlin的优点
Modern, concise and safe programming language
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• 简约：使用一行代码创建一个包含
getters、setters、equals()、hashCode()、toString()以及copy()的 POJO： -
• 安全：彻底告别那些烦人的 NullPointerException
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• 互操作性： Kotlin 可以与 Java 混合编程，Kotlin 和 Java 可以相互调用，目标是 100% 兼容。
Kotlin 特性（Features）
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• 空安全（Null safety）
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• 类型推断（Type inference）
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• 数据类 (Data classes)
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• 扩展函数 (Extension functions)
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• 智能转换（Smart casts）
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• 字符串模板（String templates）
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• 单例（Singletons）
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• 函数类型 (Function Type )
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• Lambda 表达式
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• 高阶函数（Primary constructors）
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• 函数字面量和内联函数（Function literals & inline functions）
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• 类委托（Class delegation）
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• 等等......
基本语法 （Basic Syntax ）
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• 变量（Variables）
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• 基本数据类型（ Basic Data Type ）
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• 空安全（Null Safety ）
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• 函数声明（ Define Function ）
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• 让函数更好的调用（ Making functions easier to call ）
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• 命名参数/具名参数 （Named arguments）
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• 参数默认值（Default arguments）
变量（Variables）
在 Java/C 当中，如果我们要声明变量，我们必须要声明它的类型，后面跟着变量的名称和对应的值，然后以分号结尾。就像这样：
Integer price = 100;
而 Kotlin 则不一样，我们要使用val或者是var这样的关键字作为开头，后面跟“变量名称”，接着是“变量类型”和“赋值语句”，最后是分号结尾。就像这样：
/*
关键字 变量类型
↓ ↓ */
var price: Int = 100; /*
↑ ↑
变量名 变量值 */
在 Kotlin 里面，代码末尾的分号省略不写，就像这样：
var price = 100 // 默认推导类型为： Int
另外，由于 Kotlin 支持类型推导，大部分情况下，我们的变量类型可以省略不写，就像这样：
var price = 100 // 默认推导类型为： Int
var 声明的变量，我们叫做可变变量，它对应 Java 里的普通变量。
val 声明的变量，我们叫做只读变量，它相当于 Java 里面的 final 变量。
var price = 100
price = 101
val num = 1
num = 2 // 编译器报错
var, val 反编译成 Java ：
我们已经知道了 val 属性只有 getter，只能保证引用不变，不能保证内容不变。例如，下面的代码：
class PersonZ {
var name = "zhang"
var age = 30
val nickname: String
get() {
return if (age > 30) "laozhang" else "xiaozhang"
}
fun grow() {
age += 1
}
属性 nickname 的值并非不可变，当调用 grow() 方法时，它的值会从 "xiaozhang" 变为 "laozhang"，
不过因为没有 setter,所以无法直接给 nickname 赋值
编译时常量
const 只能修饰没有自定义 getter 的 val 属性，而且它的值必须在编译时确定。
val time = System.currentTimeMillis()
// 这种会报错
const val constTime = System.currentTimeMillis()
基本数据类型（ Basic Data Type ）
Kotlin 的基本数值类型包括 Byte、Short、Int、Long、Float、Double 等。
| 类型 | 位宽度 | 备注 |
|---|---|---|
| Double | 64 | Kotlin 没有 double |
| Float | 32 | Kotlin 没有 float |
| Long | 64 | Kotlin 没有 long |
| Int | 32 | Kotlin 没有 int/Intege |
| Short | 16 | Kotlin 没有 short |
| Byte | 8 | Kotlin 没有 byte |
在 Kotlin 语言体系当中，是没有原始类型这个概念的。这也就意味着，在 Kotlin 里，一切都是对象。
空安全（Null Safety ）
既然 Kotlin 中的一切都是对象，那么对象就有可能为空。如果我写这样的代码：
val i: Double = null // 编译器报错
以上的代码并不能通过 Kotlin 编译。 
这是因为 Kotlin 强制要求开发者在定义变量的时候，指定这个变量是否可能为 null。
对于可能为 null 的变量，我们需要在声明的时候，在变量类型后面加一个问号“?”：
val i: Double = null // 编译器报错
val j: Double? = null // 编译通过
并且由于 Kotlin 对可能为空的变量类型做了强制区分，这就意味着，“可能为空的变量”无法直接赋值给“不可为空的变量”，反过来 “不可为空的变量” 可以赋值给“可能为空的变量” 。
var i: Double = 1.0
var j: Double? = null
i = j // 编译器报错
j = i // 编译通过
这么设计的原因是，从集合逻辑上：可能为空 包含 不可为空
而如果我们实在有这样的需求，也不难实现，只要做个判断即可：
var i: Double = 1.0
val j: Double? = null
if (j != null) {
i = j // 编译通过
}
函数声明（ Define Function ）
在 Kotlin 当中，函数的声明与 Java 不太一样。 Java：
public String helloFunction(@NotNull String name) {
return "Hello " + name + " !";
}
Kotlin ：
/*
关键字 函数名 参数类型 返回值类型
↓ ↓ ↓ ↓ */
fun helloFunction(name: String): String {
return "Hello $name !"
}/* ↑
花括号内为：函数体
*/
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• 使用了 fun 关键字来定义函数；
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• 返回值类型，紧跟在参数的后面，这点和 Java 不一样。
如果函数体中只有一行代码，可以简写
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• return可以省略
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• { } 花括号可以省略
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• 直接用
=连接，变成一种类似 变量赋值的 函数形式
fun helloFunton(name:String)：String = "Hello $name !"
我们称之为单表达式函数
由于Kotlin支持类型推导，返回值类型可以省略：
fun helloFunton(name:String)：= "Hello $name !"
这样看起来就更简洁了。
让函数更好的调用（ Making functions easier to call ）
命名参数/具名参数 （Named arguments）
以前面的函数为例子，我们调用它：
helloFunction("Kotlin")
和 Java 一样。
不过，Kotlin 提供了一些新的特性，如命名函数参数 举个例子，现在有一个函数：
fun createUser(
name: String,
age: Int,
gender: Int,
friendCount: Int,
feedCount: Int,
likeCount: Long,
commentCount: Int
) {
//..
}
如果像 Java 那样调用：
createUser("Tom", 30, 1, 78, 2093, 10937, 3285)
就要严格按照参数顺序传参：
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• 参数顺序调换，参数就传错了，不好维护。
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• 当参数是一堆数字，很难知道数字对应的形参，可读性不高。
Kotlin 参数调用：
createUser(
name = "Tom",
age = 30,
gender = 1,
friendCount = 78,
feedCount = 2093,
likeCount = 10937,
commentCount = 3285
)
我们把函数的形参加了进来，形参和实参用 = 连接，建立了两者的对应关系。这样可读性更强。
如果想修改某个参数例如feedCount也可以很方便的定位到参数。 这样易维护
参数默认值（Default arguments）
fun createUser(
name: String,
age: Int,
gender: Int = 1,
friendCount: Int = 0,
feedCount: Int = 0,
likeCount: Long = 0L,
commentCount: Int = 0
) {
//..
}
gender、likeCount 等参数被赋予了默认值，当我们调用时，有些有默认值的参数就可以不传参，Kotlin编译器自动帮我们填上默认值。
createUser(
name = "Tom",
age = 30,
friendCount = 50
)
在 Java 当中要实现类似的逻辑，我们就必须手动定义新的“3 个参数的 createUser 函数”，或者是使用 Builder 设计模式。
Classes and Objects
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• 类 （Class）
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• 抽象类 (Abstract Class)
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• 继承（Extend）
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• 接口和实现 （Interface and implements）
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• 嵌套类和内部类（ Nested and Inner Classes ）
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• 数据类（Data Class ）
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• object 关键字
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• object：匿名内部类
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• object：单例模式
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• object：伴生对象
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• 扩展 (Extension)
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• 什么是扩展函数和扩展属性？
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• 扩展函数在 Android 中的案例
类 （Class）
Java
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
// 属性 name 没有 setter
public String getName() {
return name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
Class
Kotlin
class Person(val name: String, var age: Int)
Kotlin 定义类，同样使用 class 关键字。
Kotlin 定义的类在默认情况下是 public 的。
编译器会帮我们生成“构造函数”，
对于类当中的属性，Kotlin 编译器也会根据实际情况，自动生成 getter 和 setter。
和Java相比 Kotlin 定义一个类足够简洁。
抽象类与继承
抽象类 (Abstract Class)
abstract class Person(val name: String) {
abstract fun walk()
// 省略
}
继承（Extend）
// Java 的继承
// ↓
public class MainActivity extends Activity {
@Override
void onCreate(){ ... }
}
// Kotlin 的继承
// ↓
class MainActivity : AppCompatActivity() {
override fun onCreate() { ... }
}
* * *
接口和实现 （Interface and implements）
--------------------------------
Kotlin 当中的接口（interface），和 Java 也是大同小异的，它们都是通过 interface 这个关键字来定义的。
interface Behavior {
fun walk()
}
class Person(val name: String): Behavior {
override fun walk() {
// walk
}
// ...
}
可以看到在以上的代码中，我们定义了一个新的接口 Behavior，它里面有一个需要被实现的方法 walk，然后我们在 Person 类当中实现了这个接口。
**Kotlin 的继承和接口实现语法基本上是一样的。**
* * *
Kotlin 的接口，跟 Java 最大的差异就在于，接口的方法可以有默认实现，同时，它也可以有属性。
interface Behavior {
// 接口内的可以有属性
val canWalk: Boolean
// 接口方法的默认实现
fun walk() {
if (canWalk) {
// do something
}
}
}
class Person(val name: String): Behavior {
// 重写接口的属性
override val canWalk: Boolean
get() = true
}
我们在接口方法当中，为 walk() 方法提供了默认实现，如果 canWalk 为 true，才执行 walk 内部的具体行为。
Kotlin 当中的接口，被设计得更加强大了。
在 Java 1.8 版本当中，Java接口也引入了类似的特性。
* * *
嵌套类和内部类（ Nested and Inner Classes ）
-----------------------------------
Java 当中，最常见的嵌套类分为两种：**非静态内部类**、**静态内部类**。Kotlin 当中也有一样的概念。
class A {
class B {
}
}
以上代码中，B 类，就是 A 类里面的嵌套类。
**注意:** 无法在 B 类当中访问 A 类的属性和成员方法。
因为Kotlin 默认嵌套类（B类）是一个静态内部类
Kotlin 嵌套类反编译成 Java 代码：
* * *
public class JavaOuterInnerClass2 {
// 内部类
public class InnerClass {
}
// 静态内部类
public static final class StaticInnerClass{
}
}
通过 javac 命令 编译成 class 文件后：
* • InnerClass
* • StaticInnerClass
通过.class 可以发现，
`$InnerClass` 持有外部类的引用。
`$StaticInnerClass` 不持有外部类的引用。
Java 当中的嵌套类，默认情况下，没有 **static关键字** 时，它就是一个**内部类**，这样的内部类是会**持有外部类的引用的**。 所以，这样的设计在 Java 当中会非常容易出现**内存泄漏！** 而我们之所以会犯这样的错误，往往只是因为忘记加`static`关键字。
Kotlin 则恰好**相反**，在默认情况下，**嵌套类变成了静态内部类**，而这种情况下的嵌套类是**不会持有外部类引用的**。只有当我们真正需要访问外部类成员的时候，我们才会加上 **inner 关键字**。这样一来，默认情况下，开发者是不会犯错的，只有手动加上 `inner` 关键字之后，才可能会出现内存泄漏，而当我们加上 inner 之后，其实往往也就能够意识到内存泄漏的风险了。
* * *
数据类（Data Class ）
----------------
Koltin 数据类 ，就是用于存放数据的类,等价于 **POJO** （Plain Ordinary Java Object）。要定义一个数据类，我们只需要在普通的类前面加上一个关键字 `data`，就可以把它变成一个"数据类"。
// 数据类当中，最少要有一个属性
↓
data class Person(val name: String, val age: Int)
编译器会为数据类自动生成一些 POJO 常用的方法
* • getter()
* • setter()
* • equals()；
* • hashCode()；
* • toString()；
* • componentN() 函数；
* • copy()。
* * *
Koltin 数据类反编译成 Java代码：
* * *
object 关键字
----------
`fun` 关键字代表了定义函数，`class` 关键字代表了定义类，这些都是固定的，`object` 关键字，却有三种迥然不同的语义，分别可以定义：
* • 匿名内部类；
* • 单例模式；
* • 伴生对象。
之所以会出现这样的情况，是因为 Kotlin 的设计者认为：
这三种语义**本质**上都是在**定义一个类的同时还创建了对象**。
在这样的情况下，与其分别定义三种不同的关键字，还不如将它们统一成 object 关键字。
* * *
### object：匿名内部类
在 Java 开发当中，我们经常需要写类似这样的代码：
public interface Runnable {
void run();
}
public static void main(String[] args) {
// 创建Runnable对象并使用匿名内部类重写run方法
Runnable runnable = new Runnable() {
public void run() {
System.out.println("Runnable is running");
}
};
// 创建Thread对象并将Runnable作为参数传入
Thread thread = new Thread(runnable);
// 启动线程
thread.start();
}
这是典型的匿名内部类写法。
在 Kotlin 当中，我们会使用 `object` 关键字来创建匿名内部类。
interface Runnable {
fun run()
}
@JvmStatic
fun main(args: Array
// 创建Runnable对象并使用匿名内部类重写run方法
val runnable: Runnable = object : Runnable {
override fun run() {
println("Runnable is running")
}
}
// 创建Thread对象并将Runnable作为参数传入
val thread: Thread = Thread(runnable)
// 启动线程
thread.start()
}
* * *
### object:单例模式
在 Kotlin 当中，要实现单例模式其实非常简单，我们直接用 object 修饰类即可：
object UserManager {
fun login() {}
}
可以看出，Kotlin 生成单例，代码量非常少
反编译后的 Java 代码：
public final class UserManager {
public static final UserManager INSTANCE;
static {
UserManager var0 = new UserManager();
INSTANCE = var0;
}
private UserManager() {}
public final void login() {}
}
Kotlin 编译器会将其**转换成静态代码块的单例模式**。
虽然具有简洁的优点，但同时也存在两个缺点。
* • 不支持懒加载。
* • 不支持传参构造单例。
### object：伴生对象
Kotlin 当中**没有** static 关键字，所以我们没有办法直接定义静态方法和静态变量。不过，Kotlin 还是为我们提供了伴生对象，来帮助实现静态方法和变量。
Kotlin 伴生：
companion object {
const val LEARNING_FRAGMENT_INDEX = 0
fun jumpToMe(context: Context, index: Int) {
context.startActivity(Intent(context, TrainingHomeActivity::class.java).apply {
putExtra(FRAGMENT_INDEX, index)
})
}
}
反编译后的 Java 代码：
private Companion() { }
public static final Companion Companion = new Companion((DefaultConstructorMarker)null);
public static final int LEARNING_FRAGMENT_INDEX = 0;
public static final class Companion {
public final void jumpToMe(@NotNull Context context, int index) {
}
}
可以看到jumpToMe()并不是静态方法，它实际上是通过调用单例 Companion 的实例上的方法实现的。
* * *
扩展 (Extension)
--------------
Kotlin 的扩展（Extension），主要分为两种语法：
第一个是**扩展函数**，
第二个是**扩展属性**。
从语法上看，扩展**看起来**就像是我们从类的外部为它扩展了新的成员。
场景：假如我们想修改 JDK 当中的 String，想在它的基础上增加一个方法“lastElement()”来获取末尾元素，如果使用 Java，我们是无法通过常规手段实现的，因为我们没办法修改 JDK 的源代码。**任何第三方提供的 SDK，我们都无权修改**。
不过，借助 Kotlin 的扩展函数，我们就完全可以在**语义层面**，来为第三方 SDK 的类**扩展**新的成员方法和成员属性。
### 扩展函数
扩展函数，就是从类的外部扩展出来的一个函数，这个函数看起来就像是类的成员函数一样
Extension.kt
/*
① ② ③ ④
↓ ↓ ↓ ↓ */
fun String.lastElement(): Char? {
// ⑤
// ↓
if (this.isEmpty()) {
return null
}
return this[length - 1]
}
// 使用扩展函数
fun main() {
val msg = "Hello Wolrd"
// lastElement就像String的成员方法一样可以直接调用
val last = msg.lastElement() // last = d
}
* • 注释①，fun关键字，代表我们要定义一个函数。也就是说，不管是定义普通 Kotlin 函数，还是定义扩展函数，我们都需要 fun 关键字。
* • 注释②，“String.”，代表我们的扩展函数是为 String 这个类定义的。在 Kotlin 当中，它有一个名字，叫做接收者（Receiver），也就是扩展函数的接收方。
* • 注释③，lastElement()，是我们定义的扩展函数的名称。
* • 注释④，“Char?”，代表扩展函数的返回值是可能为空的 Char 类型。
* • 注释⑤，“this.”，代表“具体的 String 对象”，当我们调用 msg.lastElement() 的时候，this 就代表了 msg。
* * *
扩展函数反编译成 Java 代码：
public final class StringExtKt {
@Nullable
public static final Character lastElement(@NotNull String \(this\)lastElement) {
// 省略
}
}
而如果我们将上面的 StringExtKt 修改成 StringUtils，它就变成了典型的 Java 工具类
public final class StringUtils {
public static final Character lastElement(String $this) {
// 省略
}
}
public static final void main() {
Character last = StringUtils.lastElement(msg);
}
所以 Kotlin 扩展函数 **本质** 上和 Java静态方法 是一样的。
只是编译器帮我们做了很多事情， 让代码写起来更简洁。
* * *
### 扩展属性
而扩展属性，则是在类的外部为它定义一个新的成员属性。
// 接收者类型
// ↓
val String.lastElement: Char?
get() = if (isEmpty()) {
null
} else {
get(length - 1)
}
fun main() {
val msg = "Hello Wolrd"
// lastElement就像String的成员属性一样可以直接调用
val last = msg.lastElement // last = d
}
* * *
扩展函数/扩展属性对比
转换成Java代码后，扩展函数和扩展属性代码一致，
和 `StringUtils.lastElement(msg); }` 用法是一样的。
扩展最主要的用途，就是用来取代 Java 当中的各种工具类，比如StringUtils、DateUtils 等等。
* * *
### 扩展函数在 Android 中的案例
**用扩展函数简化Toast的用法：**
这是Toast的标准用法,在界面上弹出一段文字提示，代码很长。
Toast.makeText(context, "This is Toast",Toast.LENGTH_SHORT).show()
还容易忘记调show()函数，造成Toast 没有弹出。
**用扩展函数改写后：**
fun String.showToast(context: Context) {
Toast.makeText(context, this, Toast.LENGTH_SHORT).show()
}
调用时，只需要在要展示的内容后面调一下showToast（），这样就简洁了很多。
"This is Toast".showToast(context)
* * *
函数与 Lambda 表达式
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* • 函数类型（Function Type）
* • 函数引用 (Function reference）
* • 高阶函数（Higher-order function）
* • 匿名函数 （Anonymous function）
* • Lambda Expressions
* • 函数式（SAM）接口
* • SAM 转换
* • 高阶函数应用
* * *
函数类型（Function Type）
-------------------
函数类型（Function Type）就是**函数的**
**类型**， 在 Kotlin 的世界里，函数是一等公民 既然变量可以有类型，函数也可以有类型。
// (Int, Int) ->Float 这就是 add 函数的类型
// ↑ ↑ ↑
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
将第三行代码里的“ **Int** **Int** **Float**”抽出来，就可以确定该函数的类型。
将函数的“参数类型”和“返回值类型”抽象出来后，加上`（）`，`->` 符号加工后，就得到了“函数类型”。
`(Int, Int) ->Float` 就代表了参数类型是两个 Int，返回值类型为 Float 的函数类型。
* * *
函数引用(Function reference）
------------------------
普通的变量有引用的概念，我们可以将一个变量赋值给另一个变量，这一点，在函数上也是同样适用的，函数也有引用，并且也可以赋值给变量。
前面定义的 add 函数,赋值给另一个函数变量时，不能直接用的,
需要使用::操作符 , 后跟要引用的函数名,获得函数引用后才可以去赋值。
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
// 变量 函数类型 函数引用
// ↑ ↑ ↑
val function: (Int, Int) -> Float = ::add
println(function(2, 3)) // 输出 5
加了双冒号:: , 这个函数才变成了一个**对象**，只有对象才能被赋值给变量。
* * *
* * *
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
fun testGaojie() {
println( ::add )
println( (::add)(2, 3) )// 输出 5.0
}
通过反编译成 Java 代码，可以看出。
`::add` 等价于 `Function2 var1 = new Function2(...)` ，
是一个FunctionN 类型的对象。
反编译成 Java代码：
public final void testGaojie() {
// println( ::add )
Function2 var1 = new Function2((GaojieFunTest)this) {
public Object invoke(Object var1, Object var2) {
return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
}
public final float invoke(int p1, int p2) {
return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
}
};
System.out.println(var1);
// println( (::add)(2, 3) )
float var2 = ((Number)((Function2)(new Function2((GaojieFunTest)this) {
public Object invoke(Object var1, Object var2) {
return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
}
public final float invoke(int p1, int p2) {
return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
}
})).invoke(2, 3)).floatValue();
System.out.println(var2);
}
* * *
* * *
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }
fun testGaojie() {
println( add(2, 3) )// 输出 5.0
val function: (Int, Int) -> Float = ::add
println( function(2, 3) ) // 输出 5.0
println( function.invoke(2, 3) ) // 输出 5.0
}
将 testGaojie（）转换成 Java 代码。可以看到在 Java 里, **函数类型**被声明为**普通的接口**：一个函数类型的变量是FunctionN接口的一个实现。Kotlin标准库定义了一系列的**接口**，这些接口对应于**不同参数数量**的**函数**：`Function0<R>`（没有参数的函数）、`Function2<P1,P2,R>`（2个参数的函数）...`Function22<P1,P2 ... R>`。每个接口定义了一个`invoke()`方法，调用这个方法就会执行函数。一个**函数类型的变量**就是实现了对应的FunctionN接口的**实现类**的**实例**。实现类的`invoke()`方法包含了 **函数引用**对应的**函数**的**函数体**
反编译成 Java代码：
public final void testGaojie() {
// println( add(2, 3) )
float var1 = this.add(2, 3);
System.out.println(var1);
// val function: (Int, Int) -> Float = ::add
Function2 function = (Function2)(new Function2((GaojieFunTest)this) {
// \(FF: synthetic method
// \)FF: bridge method
public Object invoke(Object var1, Object var2) {
return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
}
public final float invoke(int p1, int p2) {
return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
}
});
// println( function(2, 3) ) // 输出 5.0
float var2 = ((Number)function.invoke(2, 3)).floatValue();
System.out.println(var2);
// println( function.invoke(2, 3) ) // 输出 5.0
var2 = ((Number)function.invoke(2, 3)).floatValue();
System.out.println(var2);
}
* * *
高阶函数 （Higher-order function）
----------------------------
高阶函数的定义：高阶函数是将函数用作**参数**或者**返回值**的函数。
如果一个函数的**参数类型**是**函数类型**或者**返回值类型**是**函数类型**，那么这个函数就是就是高阶函数 。
或者说，如果一个函数的**参数**或者**返回值**，其中有一个是**函数**，那么这个函数就是高阶函数。
// 函数类型的变量 函数类型
// ↓ ↓
fun higherOrderAdd( a:Int,b: Int,block: (Int, Int) -> Float):Float{
// 函数类型的变量
// ↓
var result = block.invoke(a,b)
// 函数类型的变量
// ↓
var result2 = block(a,b)
println("result:$result")
return result
}
higherOrderAdd 有一个参数是函数类型，所以它是高阶函数
* * *
匿名函数
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匿名函数看起来跟普通函数很相似，除了它的**名字**和**参数类型**被省略了外。 匿名函数示例如下：
fun(a :Int, b :Int) = a + b
上面的匿名函数是没法直接调用的，赋值给变量后才可以调用
val anonymousFunction = fun(a :Int, b :Int) = a + b
fun anonymousFunctionTest() {
higherOrderAdd(2,2,::add) // 函数引用
higherOrderAdd(2,2,anonymousFunction) // 函数变量
higherOrderAdd(2,2,
fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}) // 匿名函数
}
```
匿名函数**本质**上也是函数类型的对象，所以可以赋值给变量。
* * *
* * *
匿名函数不能单独声明在 （）外面，因为匿名函数是（**函数的声明**与**函数引用**合二为一）
// 具名函数不能直接赋值给变量，因为它不是对象
// 函数（）内不能直接 声明 具名函数，因为它不是对象
这几个个报错是因为，匿名函数是把**函数的声明**与**函数引用**合二为一了，所以在需要匿名函数的地方，声明一个具名函数是报错的，正确的做法是改用**具名函数引用** 例如：
```
higherOrderAdd(2,2,::add) // 函数引用
```
* * *
* * *
Lambda
------
Java 在 Java8中引入的Lambda。
Java Lambda 的基本语法是
```
(parameters) -> expression
```
或(请注意语句的花括号)
```
(parameters) -> { statements; }
```
Kotlin 语言的是可以用 Lambda 表达式作为函数参数的，Lambda就是**一小段**可以作为**参数**传递的**代码**，那么到底多少代码才算一小段代码呢?Kotlin对此并没有进行限制,但是通常不建议在Lambda 表达式中编写太长的代码,否则可能会影响代码的**可读性**。
Lambda也可以理解为是**匿名函数**的**简写**。
我们来看一下Lambda表达式的语法结构:
```
{参数名1: 参数类型, 参数名2: 参数类型 -> 函数体}
```
首先最外层是一对花括号{ },如果有参数传入到Lambda表达式中的话,我们还需要声明**参数列表**,参数列表的结尾使用一个 '->' 符号 ,表示参数列表的结束以及函数体的开始,函数体中可以编写任意行代码,并且**最后一行代码**会自动作为Lambda表达式的**返回值**。
* * *
```
fun higherOrderAdd( a:Int,b: Int,block: (Int, Int) -> Float):Float{
var result = block(a,b)
println("result:$result")
return result
}
@Test
fun anonymousFunctionTest() {
higherOrderAdd(2,2,::add) // 函数引用
higherOrderAdd(3,3,
fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}) // 匿名函数
higherOrderAdd(4,4,
{ a:Int,b:Int -> (a+b).toFloat()}) // Lambda表达式
println(
fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}(5,5) ) // 匿名函数直接调用
println(
{ a:Int,b:Int -> (a+b).toFloat()}(5,5)) // Lambda表达式调用
}
```
相比匿名函数，lambda 表达式定义与引用函数更 **简洁** 。
* * *
函数式（SAM）接口
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SAM 是 Single Abstract Method 的缩写，只有一个抽象方法的接口称为**函数式接口**或 **SAM（单一抽象方法）接口**。函数式接口可以有多个非抽象成员，但**只能有一个抽象成员**。
在Java 中可以用注解@FunctionalInterface 声明一个函数式接口：
```
@FunctionalInterface
public interface Runnable {
void run();
}
```
在 Kotlin 中可以用 fun 修饰符在 Kotlin 中声明一个函数式接口：
```
// 注意 interface 前的 fun
fun interface KRunnable {
fun invoke()
}
```
* * *
* * *
SAM 转换
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对于函数式接口，可以通过 lambda 表达式实现 SAM 转换，从而使代码更简洁、更有可读性。
使用 lambda 表达式可以替代手动创建 实现函数式接口的类。 通过 SAM 转换， Kotlin 可以将 签名与接口的单个抽象方法的**签名匹配**的任何 **lambda 表达式**，转换成实现该接口的类的**实例**。
```
// 注意需用fun 关键字声明
fun interface Action{
fun run(str:String)
}
fun runAction(action: Action){
action.run("this run")
}
fun main() {
// 创建一个 实现函数式接口 的类 的实例（匿名内部类）
val action = object :Action{
override fun run(str: String) {
println(str)
}
}
// 传入实例，不使用 SAM 转换
runAction(action)
// 利用 Kotlin 的 SAM 转换，可以改为以下等效代码：
// 使用 Lambda表达式替代手动创建 实现函数式接口的类
runAction({
str-> println(str)
})
}
* * *
* * *
fun interface InterfaceApi{
fun run(str:String)
}
fun runInterface(interfaceApi: InterfaceApi){
interfaceApi.run("this run")
}
// 函数类型替代接口定义
fun factionTypeReplaceInterface(block:(String)->Unit){
block("this block run")
}
//===Test
// 普通函数，参数是函数式接口对象，传 函数类型对象 也是可以的
fun testFactionTypeReplaceInterface(){
val function:(String)->Unit = { println(it) }
runInterface(function) //普通函数，参数是函数式接口对象，传 函数类型对象 也是可以的
factionTypeReplaceInterface(function)
}
// 高阶函数， 参数是函数类型对象，传 是函数式接口对象 是不可以的。
fun testInterface(){
val interfaceApi:InterfaceApi = object :InterfaceApi{
override fun run(str: String) {
println(str)
}
}
runInterface(interfaceApi)
factionTypeReplaceInterface(interfaceApi)// 高阶函数， 参数是函数类型对象，传 是函数式接口对象 是不可以的。
}
普通函数，参数是函数式接口对象，传 函数类型对象 也是可以的
反过来不可以：
高阶函数， 参数是函数类型对象，传 是函数式接口对象 是不可以的。
前面说的都是函数传不同的参数类型。
这张图中的三处报错都是，**类型不匹配**。
**说明：**
作为函数实参时， 函数类型对象 单向代替 函数式接口对象。
但是在创建对象时， 函数类型、函数式接口两种类型是泾渭分明的。
高阶函数应用
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在Android开发时，我们经常会遇到给自定义View绑定点击事件的场景。以往通常的做法如下：
// CustomView.java
// 成员变量
private OnContextClickListener mOnContextClickListener;
// 监听手指点击内容事件
public void setOnContextClickListener(OnContextClickListener l) {
mOnContextClickListener = l;
}
// 为传递这个点击事件，专门定义了一个接口
public interface OnContextClickListener {
void onContextClick(View v);
}
### \>
// 设置手指点击事件
customView.setOnContextClickListener(new View.OnContextClickListener() {
@Override
public void onContextClick(View v) {
gotoPreview();
}
});
看完了这两段代码之后，你有没有觉得这样的代码会很啰嗦？因为，真正逻辑只有一行代码：gotoPreview()，而实际上我们却写了 6 行代码。
* * *
### 用 Kotlin 高阶函数 改写后
//View.kt
// (View) -> Unit 就是「函数类型 」
// ↑ ↑
var mOnContextClickListener: ((View) -> Unit)? = null
// 高阶函数
fun setOnContextClickListener(l: (View) -> Unit) {
mOnClickListener = l;
}
如果我们将前面Java写的例子的核心逻辑提取出来，会发现这样才是最简单明了的：
// { gotoPreview() } 就是 Lambda
// ↑
customView.setOnContextClickListener({ gotoPreview() })
Kotlin 语言的设计者是怎么做的呢？实际上他们是分成了两个部分：
* • 用函数类型替代接口定义；
* • 用 Lambda 表达式作为函数参数。
* * *
Kotlin 中引入高阶函数会带来几个好处：一个是针对**定义方**，代码中**减少**了接口类的定义；另一个是对于**调用方**来说，代码也会更加**简洁**。这样一来，就大大减少了代码量，提高了代码可读性，并通过减少类的数量，提高了代码的性能。
|
| 不使用高阶函数 | 使用高阶函数 |
| --- | --- | --- |
| 定义方 | 需要额外定义接口 | 不需要额外定义接口 |
| 调用方 | 代码繁琐 | 代码简洁清晰 |
| 性能 | 差 | 借助inline的情况，性能更高 |
* * *
最后总结
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思考讨论
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本文主要分享了 空安全、扩展函数、高阶函数、Lambda,
本文分享的Kotlin内容，您认为哪些特性是最有趣或最有用的？
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参考文档：
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* • Kotlin 语言中文站
* • 《Kotlin实战》
* • 《Kotlin核心编程》
* • 《Kotlin编程权威指南》
* • 《Java 8实战》