Obsidian-Main/11. 讀書筆記/20201218 - Kotlin權威2.0.md

1. Kotlin應用開發初體驗

• 安裝IntelliJ IDEA

• 在.kt檔案寫一個main()，旁邊會出現小箭頭，就可以直接執行。 !

• 註解

  • //: 以兩個斜線（/）開頭就是註解，會被編譯器忽略
  • /* 這行文字是註解 */: 這是另一種註解，被/*與*/包圍起來的區段都是註解，這種方可以跨行註解，但是注意，/* */裡面不可以再有另一個/* */方式的註解。

2. 變數、常數和類型

定義一個「可變」變數

var experiencePoints: Int = 5
---                   ---   -
 ^                     ^    ^
 |                     |    |
 |                     |    Assign value
 |                     Type
 Keyword

使用var所定義的變數可以再度被改變，例如：

experiencePoints = 10

就會把experiencePoints的值變為10。

定義一個「唯讀」變數

使用val所定義的變數不可以再被改變，例如，定義一個名叫myLuckyNumber的「唯讀」變數：

val myLuckyNumber: Int = 7

myLuckyNumber = 10 <-- ERROR!

要用哪一種方式來定義？

應該優先使用val來定義變數，遇到變數需要改變的時候再來把val換成var。這總比有人寫出了bug，不小心改動了變數而造成玲成錯誤來的好。明確的錯誤總是比較容易解決。

類型推斷

Kotlin是一個強型別的語言，每一個變數都要有一個明確的「類型」。但Kotlin也有類型推斷的能力。例如：

val myLuckyNumber: Int = 7

因為很明確的myLuckyNumber要指定為7，7是一個整數（Int），所以Int可以忽略，如下：

val myLuckyNumber = 7

在IntellJ中，把游標停在變數上，按下Ctrl + Shift + P你會看到它推斷出來的類型： !

常數

用const val來定一一個常數（不會變的）

const val MAX_SCORE = 100

const val是編譯時就定義好的，不同於val是執行時期才設定的。

深入學習

Java中有兩種類型：「參照類型」（reference types）與「基礎類型」（primitive types） 參照類型有對應的code，大都是一個class。基礎類型則沒有，由keyword表示。 Java的「參照類型」都是大寫開頭，例如：

Integer point = 5;

基礎類型則是

int point = 5;

但在Kotlin中只有「參照類型」，也就是說基礎類別都是大寫，像是Int、String、Double、Boolean...等等。 雖然說Compiler會有條件的把參照類型轉為基礎類型來增加效率，但對於開發者來說大都是不需在意的。

3. 條件運算式

if/else

語法

if (<condition>) {
    // code block if <condition> is true
} else {
    // code block if <condition> is false
}

當<condition>為true的時候，if區塊裡面的code就會被執行

多重條件

當有多個condition的時候，可以用else if來增加條件，如下：

if (<condition_1>) {
    // code block if <condition_1> is true
} else if (<condition_2>) {
    // code block if <condition_2> is true
} else if (<condition_3>) {
    // code block if <condition_3> is true
else {
    // code block if doesn't match any conditions.
}

比較運算子

Kotlin使用的比較運算子如下

• <: 左側值是否「小於」右側值
• <=: 左側值是否「小於等於」右側值
• >: 左側值是否「大於」右側值
• >=: 左側值是否「大於等於」右側值
• ==: 左側值是否「等於」右側值
• !=: 左側值是否「不等於」右側值
• ===: 左側的reference是否「等於」右側的reference
• !==: 左側的reference是否「不等於」右側的reference

邏輯運算子

• &&: AND
• ||: OR
• !: NOT

條件運算式

if/else運算式可以直接指派給一個變數，區塊內的最後一行會被當成回傳值設定給變數，例如：

val color = if (type == "tree") {
    println("type is tree")
    "GREEN" // <- 最後一行會是return value
} else {
    println("type is not tree")
    "WHITE" // <- 最後一行會是return value
}

range

Kotlin使用..來代表一個範圍，例如1..5會等於1, 2, 3, 4, 5。 在if/else裡面可以用來代替>, <之類的邏輯運算，例如：

if (score in 90..100) {
    println("A")
} else if (score in 80..89) {
    println("B")
} else {
    println("C")
}

..必須左邊小於右邊，若是要由大到小必須使用downTo：

3 downTo 1 // 3, 2, 1

另外，跟..類似的until，差異是until不包含右邊的值：

1 until 3 // 1, 2
1..3      // 1, 2, 3

上述操作也可以轉成list，呼叫.toList()即可：

(1..3).toList()       // [1, 2, 3]
(3 downTo 1).toList() // [3, 2, 1]

when

when類似C語言的switch，但是when更加靈活。先看一個例子：

val comment = when (score) {
    100       -> "Excellent"
    in 90..99 -> "A"
    in 80..89 -> "B"
    else      -> "C"
}

when會將score與->左邊的值做比較，要是成立就執行->右邊的區塊，跟if/else的條件運算一樣，執行區塊內的最後一行會被return並指派給變數：

val score = 99
val name = "Bond"
val comment = when (score) {
    100 -> {
        val message = "$name, you're Excellent
        message // <- 最後一行會是return value
    }
    in 90..99 -> {
        val message = "$name, you got A"
        message // <- 最後一行會是return value
    }
    in 80..89 -> {
        val message = "$name, you got B"
        message // <- 最後一行會是return value
    }
    else      -> {
        val message = "$name, you got C"
        message // <- 最後一行會是return value
    }
}

String範本

用$開頭可以將變數的值帶入字串之中，例如：

val score = 100
println("My score is $score") // -> 印出"My score is 100"

另外，若用${}，Kotlin會先將{}區塊求值，如此一來就可以很方便地在字串內做一些簡單處理或運算：

val a = 5
val b = 6
val result = "Result = ${a + b}"

4. 函數

函數的結構

一個函數的結構如下

private fun functionName(arg1: String, arg2: Int): String {
    // function body
}

• private是「可見性修飾符」，若是在檔案中，則這個function只有在檔案中是可見的。
• fun functionName是「函數名稱宣告」，宣告一個函數的開始，其中functionName可以自己命名。
• (arg1: String, arg2: Int): 參數。每一組參數由,隔開。開頭是參數的名稱，:後面是參數的類型。以此例來說，有2組參數，第一組的參數叫做arg1，類型是String。第二組的參數叫做arg2，類型是Int。
• { }裡面是是函數運算本體。

預設引數

參數可以有一個預設值。例如下例：

fun sayHello(name: String): String {
    return "Hello $name!"
}

一定要傳入一個名字，我們可以預設讓它接受一個空字串，讓他單純說聲"Hello"就好。

fun sayHello(name: String=""): String {
    return "Hello $name!"
}

如此一來，使用者可以直接呼叫sayHello()就可以得到字串了。

單運算式函數

對於單純只有一行的函數，我們可以簡化函數的寫法，把大括號省略掉。以上面sayHello()的例子來說，可以簡略如下：

fun sayHello(name: String=""): String = "Hello $name!"

Unit函數

對於沒有返回值的函數，其返回值不是void，而是Unit。這類函數叫做「Unit函數」。

具名函數引數

呼叫函數時，一定要按照函數所定義的參數順序來填寫，否則會出錯，假設有一個函數定義如下：

fun getDiscountPrice(price: float, discount: float): float {
    return price * (1.0 - discount)
}

價錢與折數的順序要是錯位就會造成錯誤，這時候，呼叫函數時明確寫出參數名字可以避免這個情形：

val newPrice = getDiscountPrice(price = 1000.0,
                                discount = 0.3)

一旦使用具名引數，順序不對也沒有關係，像下面這樣寫也是可以的：

val newPrice = getDiscountPrice(discount = 0.3,
                                price = 1000.0)

Nothing類型

Nothing表示不可能執行成功。Kotlin標準程式庫的TODO()可以給一個經典的用法：

public inline fun TODO(): Nothing = throw NotImplementedError()

我們可以把TODO()用在還沒完成的函數上，例如：

fun notOkFunc(arg1: Int): Int {
    TODO("Someone finsih this")
    println("I don't want to implemnt this...") // <- This line is unreachable
}

因為某種原因notOkFunc()沒有實作完成，它也沒有返回一個Int的結果。但因為TODO()返回Nothing的關係，所以編譯器就忽略了這個檢查，反正它會執行失敗。

奇怪的函數名

一般來說函數的名字並不可以有空白或是一些特殊符號，但是Kotlin支援用「反引號」來定義有特殊名字的函數。例如：

fun `** Click to login **`(): Int {
    ...
}

呼叫時就變成：

val loginResult = `** Click to login **`()

但支援這種語法的主要原因是為了可以呼叫Java的API，例如，Java有一個叫做is()的函數，但是is是Kotlin的保留字（用來檢查類型），所以在Kotlin裡面要呼叫Java的is()就必須使用這個方法，例如：

fun callJavaIsInKotlin() {
    `is`()  // <- Invokes is() function from Java
}

5. 匿名函數與函數類型

匿名函數

在{}裡面，沒有名字的就是匿名函數，定義一個簡單的匿名函數：

{
    println("Hello")
}

呼叫這個匿名函數：

{
    println("Hello")
}()

其實就跟呼叫一般函數一樣，只是()之前是一個函數本體，而不是函數名稱。 匿名函數在Kotlin叫做lambda，以後都用lambda來稱呼匿名函數。

隱式返回

lambda預設會返回「最後一行」，而且不能呼叫return。這是因為編譯器不知道返回資料是來自於lambda或是lambda的呼叫者。 下面這個無聊的lambda會返回一個字串：

{
    "Hello"
}

lambda類型

lambda本身是一個類型（type），所以lambda也可以指定給變數。如以下例子：

val get5 = {
    val a = 2
    val b = 3
    a + b // 最後一行為返回值
}

// 呼叫lambda
val number = get5()

lambda類型是由lambda的輸入參數、輸出類型所定義的。

lambda的參數與返回值

方法1：將參數類型與返回值定義在變數裡

val addResult: (a: Int, b: Int) -> Int = {
    a + b
}

上面的例子定義了addResult這個lambda，輸入參數有a、b兩個，兩個的類型都是Int，返回值也是Int。{}內則是實作。

方法二：將參數類型與返回值定義在變數裡，參數命名則在函數本體裡

val addResult: (Int, Int) -> Int = {a, b ->
    a + b
}

上面的例子定義了addResult這個lambda，輸入是兩個類型為Int的參數，返回類型也是Int，參數名稱a、b則定義在{}，這也表示參數名稱可以由lamdba提供者隨意修改。

lambda的類型推斷

如同編譯器可以自東推斷變數的類型，lambda的類型也可以自動推斷，例如：

val returnHello: () -> String = {
    "Hello"
}

可以簡化成：

val returnHello = {
    "Hello"
}

很顯然的，這一個沒有輸入參數，回傳值String的lambda。 對於有多個參數的lambda，則需要清楚的把參數的名字與類型都寫出來，例如：

val sayHello = { name: String, age: Int
    "Hello, I'm $name, $age years old."
}

sayHello()的推斷類型是：輸入有兩個參數，一個是型別為String的name，另一個是型別為Int的age，然後根據20201218 - Kotlin權威2.0#隱式返回，最後一行是回傳值，所以返回值是String型別。這寫法跟下面的寫法同意：

val sayHello: (String, Int) -> String = { name, age
    "Hello, I'm $name, $age years old."
}

it關鍵字

當lambda只有一個參數的時候，可以用it來當參數的名字，例如：

val add5: (Int) -> Int = {
    it + 5
}

使用it雖然方便但是對可讀性卻沒有比較好，這點自己權衡使用。

將lambda當作參數

lambda可以當作參數傳給函數，只要在函數內定義好lambda的類型即可。例如，我們可以設計一個函數，接收不同「打招呼lamdba」來產生打招呼字串，我們先定義3個打招呼lambda： 1.

val sayHi = { name: String,
    "Hi $name"
}

val sayHello = { name: String,
    "Hello $name"
}

val sayGoodMornig = { name: String,
    "Good mornig, $name"
}

這三個lambda都有同樣的型別，型別都是 (String) -> String，也就是輸入參數是一個String，返回值也是String。 接下來，定義我們要使用的函數：

fun greet(name: String, greetFunc: (String) -> String): String {
    return greetFunc(name)
}

然後我們就可以這樣用：

val greetString1 = greet("John", sayHi)
val greetString2 = greet("John", sayHello)
val greetString3 = greet("John", sayGoodMornig)

將lambda當作參數的簡略語法

如果lambda參數是函數的最後一個參數，那麼便可以使用簡略語法，我們用上面的例子一步一步來看。例如我們直接將sayHi lambda寫在greet()裡面：

val greetString1 = greet("John", { name: String ->
    "Hi $name"
})

因為lambda是最後一個，所以可以將lambda移到外面來：

val greetString1 = greet("John") { name: String ->
    "Hi $name"
}

又因為這個lambda只有一個參數，所以可以用it來簡化它，變成：

val greetString1 = greet("John") { 
    "Hi $it"
}

inline function

若想要避免lambda產生記憶體開銷，就可以使用inline關鍵字，inline關鍵字會函數在使用的地方展開，例如剛剛的sayHi例子，我們將使用lambda的greet()函數加上inline，變成：

inline fun greet(name: String, greetFunc: (String) -> String): String {
    return greetFunc(name)
}

那麼greet()就會在呼叫處直接展開，就好像：

{
    val result = "Hi $name"
    return result    
}

將函數當作參數

用fun定義的函數也可以像lambda一樣當作參數，只是要在呼叫的時候在函數名前面加上::，例如：

fun sayHi(name: String): String {
    return "Hi $name"
}

fun greet(name, greetFunc: (String) -> String): String {
    val greetString = greetFunc(name)
    return greetString
}

// 呼叫
greet("John", ::sayHi)

在函數裡返回一個函數

若是將函數的返回值定義為相對應的函數類型，即可以返回函數，例如，我們可以設計一個函數，這個函數接受1、2、3三種數字，當使用者輸入1的時候，我們返回sayHi來讓使用呼叫，當使用者輸入2的時候，我們返回sayHelllo來讓使用呼叫，當使用者輸入2的時候，我們返回sayGoodMornig來讓使用呼叫：

fun selectGreet(number: Int): (String) -> String {
    when (number) {
    1 -> sayHi,
    2 -> sayHello,
    3 -> sayGoodMornig
    }
}

可以看到selectGreet的回傳值是(String) -> String，接下來我們可以這樣用：

val greetFunc = selectGreet(2)
val greetString = greetFunc("John") // greetString會是"Hi John"

lambda也是closure

若是在函數裡面回傳一個lambda的時候，回傳的那個lambda在被呼叫的時候還是可以使用當初函數所在位置的變數，這便是closure。例如：

fun countGreet(): (String) -> String {
    var count = 0
    
    return { name -> 
        count = count + 1
        "[$count] Hi $name"
    }
}

當我們呼叫它的時候：

val greetFunc = countGreet()
val countString1 = greetFunc("John") // countString會等於"[1] Hi Jhon"
val countString2 = greetFunc("John") // countString會等於"[2] Hi Jhon"
val countString3 = greetFunc("John") // countString會等於"[3] Hi Jhon"

雖然count是countGreet()內的區域變數，但是greetFunc()還是能繼續取用它。 能夠接受函數（或是lambda）當參數或是返回函數的函數又叫做高階函數。

6. Nullability

Kotlin預設是型別都不可以是null。如果有一個型別是String的變數，把它設為null的話，compiler就會報錯。

var name = "John"
name = null <-- Error!

如果一定要設為null，那麼必須在宣告的時候，用?符號告訴compiler說這個變數必須是「可以null的」。

var name: String? = "John"
name = null <-- OK

?也可以用來判斷函數的回傳值，例如有一個函數它會回傳一個字串，或一個null：

fun getString(number: Int): String? {
    if (number > 90) {
        return "good"
    } else {
        return null
    }
}

那我們在呼叫這個函數之後，可以方便的用?來串接下一個步驟：

val status = getString(50)?.capitialize()

上面例子是我們在得到"good"字串後，呼叫String.capitialize()來把字串的第一個字元變成大寫。?符號可以幫我們判斷getString()回傳的是不是null，如果不是，就接著呼叫capitialize()，如果是null，capitialize()就不會被呼叫，status將會是null。上面例子跟下面的程式是一樣的效果，但是明顯簡短的多：

val status = getString(50)
var statusCapital: String? = null
if (status) {
    statusCapital = status.capitialize()
}

如果串接函數很多個的時候，更能看出效果：

val number = funcA()?.funcB()?.funcC()?.funcD()

!! operator

!!，not-null assertion 用來讓compiler忽略null的檢查，例如：

var name: String? = null
name.capitialize()   <-- 會報錯
name!!.capitialize() <-- 不會報錯，但是runtime會錯

?: Elvis operator

?: 就是「要是左邊為false就執行右邊」，?:可以很方便的用來設定變數的預設值，例如前面舉過的例子：

val number = funcA()?.funcB()?.funcC()?.funcD()

要是funcA()、funcB()、funcC()中任何一個的回傳是null，那麼number都會因為無法求值而被設為null，我們可以用?:來給它一個預設值：

val number = funcA()?.funcB()?.funcC()?.funcD() ?: "Default value"

異常（Exception）

用throw來拋出一個異常，例如：

throw IllegalStateException("Oh! Oh!")

自訂異常

可以用繼承來建立自己的異常：

class MyIllegalException(): IllegalStateException("I like new Exception")

處理異常

用try/catch來處理異常：

var name: String? = null

name = somefunctionCall()

try: {
    val newName = name.capitialize()
}
catch (e: Exception) {
    println(e)
}

先決條件

類似C++中的assert()，在符合判斷的條件下發出Exception。Kotlin內建5個先決條件函數：

Funtion	Description
checkNotNull()	checkNotNull(condition, String)，如果condition是null，就發出IllegalStateException
require()	require(condition, String)，如果condition是false，就發出IllegalStateException
requireNotNull()	requireNotNull(condition, String)，如果condition是null，就發出IllegalStateException
error	error(condition, String)，如果condition是null，就發出IllegalStateException
assert	assert(condition, String)，如果condition是false，就發出AssertError