本期作者:
视频:扔物线(朱凯)
文章:Walker(张磊)
大家好,我是扔物线朱凯。这是码上开学 Kotlin 基础部分的第二期:Kotlin 里那些「不是那么写的」。话不多说,视频伺候。
因为我一直没有学会怎么在掘金贴视频,所以请点击这里 去哔哩哔哩看,或者点击这里 去 YouTube 看。
以下内容来自文章作者Walker。
上一篇我们讲了 Kotlin 上手最基础的三个点:变量、函数和类型。大家都听说过,Kotlin 完全兼容 Java,这个意思是用 Java 写出来的代码和 Kotlin 可以完美交互,而不是说你用 Java 的写法去写 Kotlin 就完全没问题,这个是不行的。这期内容我们就讲一下,Kotlin 里那些「不 Java」的写法。
上一篇中简单介绍了 Kotlin 的构造器,这一节具体看看 Kotlin 的构造器和 Java 有什么不一样的地方:
Java
:coffee:️ public class User { int id; String name; :point_down: :point_down: public User(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } } 复制代码
Kotlin
️ class User { val id: Int val name: String :point_down: constructor(id: Int, name: String) { //:point_up_2: 没有 public this.id = id this.name = name } } 复制代码
可以发现有两点不同:
constructor
除了构造器,Java 里常常配合一起使用的 init 代码块,在 Kotlin 里的写法也有了一点点改变:你需要给它加一个 init
前缀。
Java
:coffee:️ public class User { :point_down: { // 初始化代码块,先于下面的构造器执行 } public User() { } } 复制代码
Kotlin
️ class User { :point_down: init { // 初始化代码块,先于下面的构造器执行 } constructor() { } } 复制代码
正如上面标注的那样,Kotlin 的 init 代码块和 Java 一样,都在实例化时执行,并且执行顺序都在构造器之前。
上一篇提到,Java 的类如果不加 final 关键字,默认是可以被继承的,而 Kotlin 的类默认就是 final 的。在 Java 里 final 还可以用来修饰变量,接下来让我们看看 Kotlin 是如何实现类似功能的。
final
Kotlin 中的 val
和 Java 中的 final
类似,表示只读变量,不能修改。这里分别从成员变量、参数和局部变量来和 Java 做对比:
Java
:coffee:️ :point_down: final int final1 = 1; :point_down: void method(final String final2) { :point_down: final String final3 = "The parameter is " + final2; } 复制代码
Kotlin
️ :point_down: val fina1 = 1 // :point_down: 参数是没有 val 的 fun method(final2: String) { :point_down: val final3 = "The parameter is " + final2 } 复制代码
可以看到不同点主要有:
上一期说过, var
是 variable 的缩写, val
是 value 的缩写。
其实我们写 Java 代码的时候,很少会有人用 final
,但 final
用来修饰变量其实是很有用的,但大家都不用;可你如果去看看国内国外的人写的 Kotlin 代码,你会发现很多人的代码里都会有一堆的 val
。为什么?因为 final
写起来比 val
麻烦一点:我需要多写一个单词。虽然只麻烦这一点点,但就导致很多人不写。
这就是一件很有意思的事:从 final
到 val
,只是方便了一点点,但却让它的使用频率有了巨大的改变。这种改变是会影响到代码质量的:在该加限制的地方加上限制,就可以减少代码出错的概率。
val
自定义 getter
不过 val
和 final
还是有一点区别的,虽然 val
修饰的变量不能二次赋值,但可以通过自定义变量的 getter 函数,让变量每次被访问时,返回动态获取的值:
️ :point_down: val size: Int get() { // :point_left: 每次获取 size 值时都会执行 items.size return items.size } 复制代码
不过这个属于 val
的另外一种用法,大部分情况下 val
还是对应于 Java 中的 final
使用的。
static
property / function
刚才说到大家都不喜欢写 final
对吧?但有一种场景,大家是最喜欢用 final
的:常量。
:coffee:️ public static final String CONST_STRING = "A String"; 复制代码
在 Java 里面写常量,我们用的是 static
+ final
。而在 Kotlin 里面,除了 final
的写法不一样, static
的写法也不一样,而且是更不一样。确切地说:在 Kotlin
里,静态变量和静态方法这两个概念被去除了。
那如果想在 Kotlin 中像 Java 一样通过类直接引用该怎么办呢?Kotlin 的答案是 companion object
:
️ class Sample { ... :point_down: companion object { val anotherString = "Another String" } } 复制代码
为啥 Kotlin 越改越复杂了?不着急,我们先看看 object
是个什么东西。
object
Kotlin 里的 object
——首字母小写的,不是大写,Java 里的 Object
在 Kotlin 里不用了。
Java 中的 Object
在 Kotlin 中变成了 Any
,和 Object
作用一样:作为所有类的基类。
而 object
不是类,像 class
一样在 Kotlin 中属于关键字:
️ object Sample { val name = "A name" } 复制代码
它的意思很直接:创建一个类,并且创建一个这个类的对象。这个就是 object
的意思:对象。
在代码中如果要使用这个对象,直接通过它的类名就可以访问:
️ Sample.name 复制代码
这不就是单例么,所以在 Kotlin 中创建单例不用像 Java 中那么复杂,只需要把 class
换成 object
就可以了。
单例类
我们看一个单例的例子,分别用 Java 和 Kotlin 实现:
Java 中实现单例类(非线程安全):
:coffee:️ public class A { private static A sInstance; public static A getInstance() { if (sInstance == null) { sInstance = new A(); } return sInstance; } // :point_down:还有很多模板代码 ... } 复制代码
可以看到 Java 中为了实现单例类写了大量的模版代码,稍显繁琐。
Kotlin 中实现单例类:
️ // :point_down: class 替换成了 object object A { val number: Int = 1 fun method() { println("A.method()") } } 复制代码
和 Java 相比的不同点有:
class
换成了 object
。 sInstance
。 getInstance()
方法。 相比 Java 的实现简单多了。
这种通过 object
实现的单例是一个饿汉式的单例,并且实现了线程安全。
继承类和实现接口
Kotlin 中不仅类可以继承别的类,可以实现接口, object
也可以:
️ open class A { open fun method() { ... } } interface B { fun interfaceMethod() } :point_down: :point_down: :point_down: object C : A(), B { override fun method() { ... } override fun interfaceMethod() { ... } } 复制代码
为什么 object 可以实现接口呢?简单来讲 object 其实是把两步合并成了一步,既有 class 关键字的功能,又实现了单例,这样就容易理解了。
匿名类
另外,Kotlin 还可以创建 Java 中的匿名类,只是写法上有点不同:
Java:
:coffee:️ :point_down: ViewPager.SimpleOnPageChangeListener listener = new ViewPager.SimpleOnPageChangeListener() { @Override // :point_left: public void onPageSelected(int position) { // override } }; 复制代码
Kotlin:
️ val listener = object: ViewPager.SimpleOnPageChangeListener() { override fun onPageSelected(position: Int) { // override } } 复制代码
和 Java 创建匿名类的方式很相似,只不过把 new
换成了 object:
:
new object:
这里的 new
和 object:
修饰的都是接口或者抽象类。
companion object
用 object
修饰的对象中的变量和函数都是静态的,但有时候,我们只想让类中的一部分函数和变量是静态的该怎么做呢:
️ class A { :point_down: object B { var c: Int = 0 } } 复制代码
如上,可以在类中创建一个对象,把需要静态的变量或函数放在内部对象 B 中,外部可以通过如下的方式调用该静态变量:
️ A.B.c :point_up_2: 复制代码
类中嵌套的对象可以用 companion
修饰:
️ class A { :point_down: companion object B { var c: Int = 0 } } 复制代码
companion
可以理解为伴随、伴生,表示修饰的对象和外部类绑定。
但这里有一个小限制:一个类中最多只可以有一个伴生对象,但可以有多个嵌套对象。就像皇帝后宫佳丽三千,但皇后只有一个。
这样的好处是调用的时候可以省掉对象名:
️ A.c // :point_left: B 没了 复制代码
所以,当有 companion
修饰时,对象的名字也可以省略掉:
️ class A { // :point_down: B 没了 companion object { var c: Int = 0 } } 复制代码
这就是这节最开始讲到的,Java 静态变量和方法的等价写法: companion object
变量和函数。
静态初始化
Java 中的静态变量和方法,在 Kotlin 中都放在了 companion object
中。因此 Java 中的静态初始化在 Kotlin 中自然也是放在 companion object
中的,像类的初始化代码一样,由 init
和一对大括号表示:
️ class Sample { :point_down: companion object { :point_down: init { ... } } } 复制代码
除了静态函数这种简便的调用方式,Kotlin 还有更方便的东西:「 top-level declaration
顶层声明」。其实就是把属性和函数的声明不写在 class
里面,这个在 Kotlin 里是允许的:
️ package com.hencoder.plus // :point_down: 属于 package,不在 class/object 内 fun topLevelFuncion() { } 复制代码
这样写的属性和函数,不属于任何 class
,而是直接属于 package
,它和静态变量、静态函数一样是全局的,但用起来更方便:你在其它地方用的时候,就连类名都不用写:
️ import com.hencoder.plus.topLevelFunction // :point_left: 直接 import 函数 topLevelFunction() 复制代码
写在顶级的函数或者变量有个好处:在 Android Studio 中写代码时,IDE 很容易根据你写的函数前几个字母自动联想出相应的函数。这样提高了写代码的效率,而且可以减少项目中的重复代码。
命名相同的顶级函数
顶级函数不写在类中可能有一个问题:如果在不同文件中声明命名相同的函数,使用的时候会不会混淆?来看一个例子:
在 org.kotlinmaster.library
包下有一个函数 method:
️ package org.kotlinmaster.library1 :point_up_2: fun method() { println("library1 method()") } 复制代码
在 org.kotlinmaster.library2
包下有一个同名函数:
️ package org.kotlinmaster.library2 :point_up_2: fun method() { println("library2 method()") } 复制代码
在使用的时候如果同时调用这两个同名函数会怎么样:
️ import org.kotlinmaster.library1.method :point_up_2: fun test() { method() :point_down: org.kotlinmaster.library2.method() } 复制代码
可以看到当出现两个同名顶级函数时,IDE 会自动加上包前缀来区分,这也印证了「顶级函数属于包」的特性。
那在实际使用中,在 object
、 companion object
和 top-level 中该选择哪一个呢?简单来说按照下面这两个原则判断:
object
或 companion object
。
Java 中,除了上面讲到的的静态变量和方法会用到 static
,声明常量时也会用到,那 Kotlin 中声明常量会有什么变化呢?
Java 中声明常量:
:coffee:️ public class Sample { :point_down: :point_down: public static final int CONST_NUMBER = 1; } 复制代码
Kotlin 中声明常量:
️ class Sample { companion object { :point_down: // :point_down: const val CONST_NUMBER = 1 } } const val CONST_SECOND_NUMBER = 2 复制代码
发现不同点有:
const
除此之外还有一个区别:
原因是 Kotlin 中的常量指的是 「compile-time constant 编译时常量」,它的意思是「编译器在编译的时候就知道这个东西在每个调用处的实际值」,因此可以在编译时直接把这个值硬编码到代码里使用的地方。
而非基本和 String 类型的变量,可以通过调用对象的方法或变量改变对象内部的值,这样这个变量就不是常量了,来看一个 Java 的例子,比如一个 User 类:
:coffee:️ public class User { int id; // :point_left: 可修改 String name; // :point_left: 可修改 public User(int id, String name) { this.id = id; this.name = name; } } 复制代码
在使用的地方声明一个 static final
的 User 实例 user
,它是不能二次赋值的:
:coffee:️ static final User user = new User(123, "Zhangsan"); :point_up_2: :point_up_2: 复制代码
但是可以通过访问这个 user
实例的成员变量改变它的值:
:coffee:️ user.name = "Lisi"; :point_up_2: 复制代码
所以 Java 中的常量可以认为是「伪常量」,因为可以通过上面这种方式改变它内部的值。而 Kotlin 的常量因为限制类型必须是基本类型,所以不存在这种问题,更符合常量的定义。
前面讲的 val
「只读变量」和静态变量都是针对单个变量来说的,接下来我们看看编程中另外一个常见的主题:数组和集合。
声明一个 String 数组:
Java 中的写法:
:coffee:️ String[] strs = {"a", "b", "c"}; :point_up_2: :point_up_2: 复制代码
Kotlin 中的写法:
️ val strs: Array<String> = arrayOf("a", "b", "c") :point_up_2: :point_up_2: 复制代码
可以看到 Kotlin 中的数组是一个拥有泛型的类,创建函数也是泛型函数,和集合数据类型一样。
针对泛型的知识点,我们在后面的文章会讲,这里就先按照 Java 泛型来理解。
将数组泛型化有什么好处呢?对数组的操作可以像集合一样功能更强大,由于泛型化,Kotlin 可以给数组增加很多有用的工具函数:
get() / set() contains() first() find()
这样数组的实用性就大大增加了。
取值和修改
Kotlin 中获取或者设置数组元素和 Java 一样,可以使用方括号加下标的方式索引:
️ println(strs[0]) :point_down: :point_up_2: strs[1] = "B" 复制代码
不支持协变
Kotlin 的数组编译成字节码时使用的仍然是 Java 的数组,但在语言层面是泛型实现,这样会失去协变 (covariance) 特性,就是子类数组对象不能赋值给父类的数组变量:
Kotlin
️ val strs: Array<String> = arrayOf("a", "b", "c") :point_up_2: val anys: Array<Any> = strs // compile-error: Type mismatch :point_up_2: 复制代码
而这在 Java 中是可以的:
:coffee:️ String[] strs = {"a", "b", "c"}; :point_up_2: Object[] objs = strs; // success :point_up_2: 复制代码
关于协变的问题,这里就先不展开了,后面讲泛型的时候会提到。
Kotlin 和 Java 一样有三种集合类型:List、Set 和 Map,它们的含义分别如下:
List Set Map
从 Java 到 Kotlin,这三种集合类型的使用有哪些变化呢?我们依次看看。
List
Java 中创建一个列表:
:coffee:️ List<String> strList = new ArrayList<>(); strList.add("a"); strList.add("b"); strList.add("c"); // :point_left: 添加元素繁琐 复制代码
Kotlin 中创建一个列表:
️ val strList = listOf("a", "b", "c") 复制代码
首先能看到的是 Kotlin 中创建一个 List
特别的简单,有点像创建数组的代码。而且 Kotlin 中的 List
多了一个特性:支持 covariant(协变)。也就是说,可以把子类的 List
赋值给父类的 List
变量:
Kotlin:
️ val strs: List<String> = listOf("a", "b", "c") :point_up_2: val anys: List<Any> = strs // success :point_up_2: 复制代码
而这在 Java 中是会报错的:
:coffee:️ List<String> strList = new ArrayList<>(); :point_up_2: List<Object> objList = strList; // :point_left: compile error: incompatible types :point_up_2: 复制代码
对于协变的支持与否, List
和数组刚好反过来了。关于协变,这里只需结合例子简单了解下,后面的文章会对它展开讨论。
和数组的区别
Kotlin 中数组和 MutableList 的 API 是非常像的,主要的区别是数组的元素个数不能变。那在什么时候用数组呢?
这个问题在 Java 中就存在了,数组和 List
的功能类似, List
的功能更多一些,直觉上应该用 List
。但数组也不是没有优势,基本类型 ( int[]
、 float[]
) 的数组不用自动装箱,性能好一点。
在 Kotlin 中也是同样的道理,在一些性能需求比较苛刻的场景,并且元素类型是基本类型时,用数组好一点。不过这里要注意一点,Kotlin 中要用专门的基本类型数组类 ( IntArray
FloatArray
LongArray
) 才可以免于装箱。也就是说元素不是基本类型时,相比 Array
,用 List
更方便些。
Set
Java 中创建一个 Set
:
:coffee:️ Set<String> strSet = new HashSet<>(); strSet.add("a"); strSet.add("b"); strSet.add("c"); 复制代码
Kotlin 中创建相同的 Set
:
️ val strSet = setOf("a", "b", "c") 复制代码
和 List
类似, Set
同样具有 covariant(协变)特性。
Map
Java 中创建一个 Map
:
:coffee:️ Map<String, Integer> map = new HashMap<>(); map.put("key1", 1); map.put("key2", 2); map.put("key3", 3); map.put("key4", 3); 复制代码
Kotlin 中创建一个 Map
:
️ val map = mapOf("key1" to 1, "key2" to 2, "key3" to 3, "key4" to 3) 复制代码
和上面两种集合类型相似创建代码很简洁。 mapOf
的每个参数表示一个键值对, to
表示将「键」和「值」关联,这个叫做「中缀表达式」,这里先不展开,后面的文章会做介绍。
取值和修改
Kotlin 中的 Map 除了和 Java 一样可以使用 get()
根据键获取对应的值,还可以使用方括号的方式获取:
️ :point_down: val value1 = map.get("key1") :point_down: val value2 = map["key2"] 复制代码
类似的,Kotlin 中也可以用方括号的方式改变 Map
中键对应的值:
️ :point_down: val map = mutableMapOf("key1" to 1, "key2" to 2) :point_down: map.put("key1", 2) :point_down: map["key1"] = 2 复制代码
这里用到了「操作符重载」的知识,实现了和数组一样的「Positional Access Operations」,关于这个概念这里先不展开,后面会讲到。
可变集合/不可变集合
上面修改 Map
值的例子中,创建函数用的是 mutableMapOf()
而不是 mapOf()
,因为只有 mutableMapOf()
创建的 Map
才可以修改。Kotlin 中集合分为两种类型:只读的和可变的。这里的只读有两层意思:
以下是三种集合类型创建不可变和可变实例的例子:
listOf()
创建不可变的 List
, mutableListOf()
创建可变的 List
。 setOf()
创建不可变的 Set
, mutableSetOf()
创建可变的 Set
。 mapOf()
创建不可变的 Map
, mutableMapOf()
创建可变的 Map
。
可以看到,有 mutable
前缀的函数创建的是可变的集合,没有 mutbale
前缀的创建的是不可变的集合,不过不可变的可以通过 toMutable*()
系函数转换成可变的集合:
️ val strList = listOf("a", "b", "c") :point_down: strList.toMutableList() val strSet = setOf("a", "b", "c") :point_down: strSet.toMutableSet() val map = mapOf("key1" to 1, "key2" to 2, "key3" to 3, "key4" to 3) :point_down: map.toMutableMap() 复制代码
然后就可以对集合进行修改了,这里有一点需要注意下:
toMutable*()
返回的是一个新建的集合,原有的集合还是不可变的,所以只能对函数返回的集合修改。 Sequence
除了集合 Kotlin 还引入了一个新的容器类型 Sequence
,它和 Iterable
一样用来遍历一组数据并可以对每个元素进行特定的处理,先来看看如何创建一个 Sequence
。
类似 listOf()
,使用一组元素创建:
️ sequenceOf("a", "b", "c") 复制代码
使用 Iterable
创建:
️ val list = listOf("a", "b", "c") list.asSequence() 复制代码
这里的 List
实现了 Iterable
接口。
使用 lambda 表达式创建:
️ // :point_down: 第一个元素 val sequence = generateSequence(0) { it + 1 } // :point_up_2: lambda 表达式,负责生成第二个及以后的元素,it 表示前一个元素 复制代码
这看起来和 Iterable
一样呀,为啥要多此一举使用 Sequence
呢?在下一篇文章中会结合例子展开讨论。
讲完了数据集合,再看看 Kotlin 中的可见性修饰符,Kotlin 中有四种可见性修饰符:
public
:公开,可见性最大,哪里都可以引用。 private
:私有,可见性最小,根据声明位置不同可分为类中可见和文件中可见。 protected
:保护,相当于 private
+ 子类可见。 internal
:内部,仅对 module 内可见。
相比 Java 少了一个 default
「包内可见」修饰符,多了一个 internal
「module 内可见」修饰符。这一节结合例子讲讲 Kotlin 这四种可见性修饰符,以及在 Kotlin 和 Java 中的不同。先来看看 public
:
public
Java 中没写可见性修饰符时,表示包内可见,只有在同一个 package
内可以引用:
:coffee:️ :point_down: package org.kotlinmaster.library; // 没有可见性修饰符 class User { } 复制代码
:coffee:️ // :point_down: 和上面同一个 package package org.kotlinmaster.library; public class Example { void method() { new User(); // success } } 复制代码
:coffee:️ package org.kotlinmaster; // :point_up_2: 和上面不是一个 package import org.kotlinmaster.library.User; :point_up_2: public class OtherPackageExample { void method() { new User(); // compile-error: 'org.kotlinmaster.library.User' is not public in 'org.kotlinmaster.library'. Cannot be accessed from outside package } } 复制代码
package
外如果要引用,需要在 class
前加上可见性修饰符 public
表示公开。
Kotlin 中如果不写可见性修饰符,就表示公开,和 Java 中 public
修饰符具有相同效果。在 Kotlin 中 public
修饰符「可以加,但没必要」。
@hide
在 Android 的官方 sdk 中,有一些方法只想对 sdk 内可见,不想开放给用户使用(因为这些方法不太稳定,在后续版本中很有可能会修改或删掉)。为了实现这个特性,会在方法的注释中添加一个 Javadoc 方法 @hide
,用来限制客户端访问:
:coffee:️ /** * @hide :point_left: */ public void hideMethod() { ... } 复制代码
但这种限制不太严格,可以通过反射访问到限制的方法。针对这个情况,Kotlin 引进了一个更为严格的可见性修饰符: internal
。
internal
internal
表示修饰的类、函数仅对 module 内可见,这里的 module 具体指的是一组共同编译的 kotlin 文件,常见的形式有:
我们常见的是 Android Studio 中的 module 这种情况,Maven project 仅作了解就好,不用细究。
internal
在写一个 library module 时非常有用,当需要创建一个函数仅开放给 module 内部使用,不想对 library 的使用者可见,这时就应该用 internal
可见性修饰符。
Java 的 default
「包内可见」在 Kotlin 中被弃用掉了,Kotlin 中与它最接近的可见性修饰符是 internal
「module 内可见」。为什么会弃用掉包内可见呢?我觉得有这几个原因:
internal
protected
protected
表示包内可见 + 子类可见。 protected
表示 private
+ 子类可见。
Kotlin 相比 Java protected
的可见范围收窄了,原因是 Kotlin 中不再有「包内可见」的概念了,相比 Java 的可见性着眼于 package
,Kotlin 更关心的是 module。
private
private private
private
修饰的变量「类中可见」和 「文件中可见」:
️ class Sample { private val propertyInClass = 1 // :point_left: 仅 Sample 类中可见 } private val propertyInFile = "A string." // :point_left: 范围更大,整个文件可见 复制代码
private
修饰内部类的变量时,在 Java 和 Kotlin 中的区别:
在 Java 中,外部类可以访问内部类的 private
变量:
:coffee:️ public class Outter { public void method() { Inner inner = new Inner(); :point_down: int result = inner.number * 2; // success } private class Inner { private int number = 0; } } 复制代码
在 Kotlin 中,外部类不可以访问内部类的 private
变量:
️ class Outter { fun method() { val inner = Inner() :point_down: val result = inner.number * 2 // compile-error: Cannot access 'number': it is private in 'Inner' } class Inner { private val number = 1 } } 复制代码
可以修饰类和接口
Java 中一个文件只允许一个外部类,所以 class
和 interface
不允许设置为 private
,因为声明 private
后无法被外部使用,这样就没有意义了。
Kotlin 允许同一个文件声明多个 class
和 top-level 的函数和属性,所以 Kotlin 中允许类和接口声明为 private
,因为同个文件中的其它成员可以访问:
️ private class Sample { val number = 1 fun method() { println("Sample method()") } } // :point_down: 在同一个文件中,所以可以访问 val sample = Sample() 复制代码