零基础学习Java之Kotlin从入门到精通

Java

学习Java一段时间后，熟悉了其中的各种各样的坑。习惯了C#的各种特性和语法糖后，再转到Java感觉比较别扭。最后本着反正Java也不是很熟悉，干脆再折腾折腾其他语言的破罐子破摔的心态，逛了一圈JVM语言，最终决定转Kotlin。

为何选择Kotlin

Kotlin

项目遭遇人员变动，包括我在内就剩两个人开发，转型成本低，代码质量容易控制。

JVM语言。号称与Java 100%兼容。实际使用的确能够与Java几乎无缝地相互调用，基本上可以无缝迁移，完美兼容Java生态。

OOP。目前OOP仍是主流，方便后续交接或者其它新加入的开发成员上手。

静态类型。在选择语言的时候也考虑过像Groovy，JRuby等的动态类型语言。然而俗话说得好，动态一时爽，重构火葬场。当项目变大的时候，静态类型支持的较为完善的语义分析能够帮助项目快速整理、重构代码。并且引入很多函数式特性后，静态类型语言的开发效率与爽感，不比动态类型语言低多少。

吸收了一些函数式特性。除了常见的lambda，map，filter，reduce之外，还吸收了ruby的一些如对象上下文切换、代码块语法糖等便捷的特性（但是也可能导致代码可读性下降）。

对JetBrain的信任。JetBrain在静态分析的成果上有目共睹。相信JetBrain设计的语言应该会比较有品位（然而严格得不近人情的null safety是有点让人纠结）。

最后，就是刚好看到Kotlin，确认了眼神……

Kotlin好用的特性

Lambda

Lambda

牺牲了CE使得Lambda不像Java中那么多的约束。引入类似Ruby代码块的写法（默认it参数），让代码看起来比较好看，虽然我个人不是很喜欢这种默认约定，但是用起来真香。

面向表达式

不同于其他语言，Kotlin里的if else，try catch等都是表达式，我们可以直接这样子写代码：

val y = if (x % 2 == 0) "even" else "odd"

val z = try { readFromFile() } catch (ex: IOException) { "" }

DSL

Lambda是最后一个参数时，可以写在括号外面（学自ruby）。主要是用来让回调比较好看，和实现DSL。

val ls = listOf(1, 2, 3)

ls.map { 2 * it } // returns [2, 4, 6]

Receiver。Kotlin不仅有纯函数类型，还可以通过Receiver声明类的方法类型。这个特性可以用来实现类的方法扩展、this切换的功能。

下面代码给Int扩展了个double方法：

val double = fun Int.() = 2 * this

val x = 3.double() // x = 6

下面例子通过切换this实现了一个类似C#初始化对象的方法：

class Obj(init: Obj.() -> Unit) {

var prop1: Int = 0

var prop2: String = ""

init {

init(this)

}

}

val obj = Obj {

prop1 = 1

prop2 = "abc"

}

其他

很多好用的方法，像listOf，mapOf。to操作符等……

Kotlin的坑

Kotlin没有final，但是有open。

Kotlin中Class默认都是不能继承的。需要继承的Class要在声明的地方加上open修饰。另外提一下有个插件叫all-open，专门用来让所有Kotlin的类变为可继承的……

注解的继承

Kotlin不支持可继承的注解。

纯的容器类型

List，Map不能修改其内部存储的元素。需要修改应该用MutableList和MutableMap。

Lombok

号称和Java 100%兼容，但是不能访问Lombok生成的方法！

因为Lombok的方法是编译期通过注解处理器（annotation processing）生成的，Kotlin编译时只调用了Javac，所以无法处理Lombok定义的方法。强制先编译Java代码，后编译Kotlin代码，可以解决这个问题，但是又会有新的问题：你不能在Java代码中调用Kotlin代码。所以如果你要混合使用Java和Kotlin的话，推荐所有数据类型都用Kotlin写。

val和var

var就是普通变量。val相当于const。平时尽量使用val，有益身心健康。

重头戏，null safety

Null safety是Kotlin宣传得最多的特性，但是我并没有放在“好用的特性”节中介绍，因为它的坑非常多，以至于我十分怀疑null safety的好处是否能抵消它带来的副作用。

所有类型默认都不包括null值，除非加个问号定义为Nullable类型。Nullable类型取值时，强制check null。如果调用Java代码，默认Java代码都是Nullable。不过从Java来的变量不做check null倒是不会报error，只报warning。如果运行时值为null的话，仍然会抛NullPointerException。Kotlin的null safety的特性其实只是一个编译器的特性，通过将null与其他类型区分开来，在类型检查的时候顺便检查了可能出现的NullPointerException，但是在运行时非Nullable的变量实际上也是可以放进去null值的（比如通过反射）。

由于非Nullable类型不被赋值为null值（废话），导致这些类型的变量可能会没有默认值！这是个严重的问题。如果是像Int，String这种比较像值的类型（其实也是引用类型）还好，可以有0，空字符串等默认值。而像自定义的类，这种类型的变量其实是个引用，如果不能默认为null的话，那么它的默认值的取值只能有这么几种方案：

类似C语言，未初始化的随机值：会产生更大更不确定硬隐蔽的问题。

定义一个“未初始化”的值：那么这个值和null有什么区别？又绕回来了。

类似C++，默认创建一个空对象：但是并非所有类都有默认构造函数，而且在拥有GC的语言中，创建空对象需要分配内存，还会调用构造函数中的逻辑。声明变量时引入这么多过程是非常不合适的。

所以，Kotlin最终选了一种简单粗暴的方案：禁止变量未初始化。

禁止变量未初始化的问题在于，当你需要定义大量的数据类的时候，你就知道有多蛋疼了——所有属性都必须有个初始值。这不仅需要多敲不少键盘，影响手指健康，当碰到属性是非Nullable的聚合时，也常常无法确定其初始值。我已经隐隐看到某些开发人员将所有变量都标记为Nullable的画面了……Kotlin自身也发现了这个问题，因此引入了lateinit特性，然而用起来仍然有点令人胆战心惊。

反序列化。即使是业务逻辑上明确了不会为null值的属性，你也无法保证网络上/数据库里传输过来的数据中，对应的属性会不会是null值，或者干脆漏了，所以就算model设计正确的，实际运行时可能还是会出现NullPointerException。我又隐约看到某些开发人员将所有变量都标记为Nullable的画面了……另外反序列化时，需要先生成一个空对象，也就是属性都没初始化的对象。当然Kotlin不会允许这么做的，所以还需要引入NoArg插件来自动生成无参数的构造函数……

类型擦除式泛型

为了和Java 100%兼容，Kotlin不得不跟着Java用类型擦除式泛型，也拥有了前面说过的类型擦除式泛型的所有坑。不过Kotlin可以使用内联函数来稍微缓解类型擦除的负面影响。比如可以这样定义json反序列化的方法：

inline fun parse(json: String): T = objectMapper.readValue(json, T::class.java)

return

Kotlin有两种方法定义一个匿名函数：lambda和anonymous function。当在这两种方法的函数体中使用return时，执行的语义是不同的。根据官方文档return会跳出最近的显示声明的函数或anonymous function。例如下面的return会直接跳出foo函数。

fun foo() {

listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach {

if (it == 3) return // non-local return directly to the caller of foo()

print(it)

}

println("this point is unreachable")

}

// outputs: 12

而下面这个只是当value == 3时跳过一次循环，相当于其他语言的continue

fun foo() {

listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach(fun(value: Int) {

if (value == 3) return // local return to the caller of the anonymous fun, i.e. the forEach loop

print(value)

})

print(" done with anonymous function")

}

// outputs: 1245 done with implicit label

或者也可以使用Label来指定执行return后跳到的位置（感觉像goto似的）。

fun foo() {

listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach lit@{

if (it == 3) return@lit // local return to the caller of the lambda, i.e. the forEach loop

print(it)

}

print(" done with explicit label")

}

另外，break和continue也是有类似的问题。