Kotlin 到底是什么 ? 它是一種針對(duì) Java 平臺(tái)的新編程語(yǔ)言。Kotlin 簡(jiǎn)潔、安全、務(wù)實(shí)，并且專(zhuān)注于與 Java 代碼的互操作性。它幾乎可以用在現(xiàn)在 Java 使用的任何地方 ：服務(wù)器端開(kāi)發(fā)、Android 應(yīng)用，等等。Kotlin 可以很好地和所有現(xiàn)存的 Java 庫(kù)和框架一起工作，而且性能水平和 Java 旗鼓相當(dāng)。本文我們將詳細(xì)地探討 Kotlin 的主要特征。
讓我們從一個(gè)小例子開(kāi)始，來(lái)看看 Kotlin 代碼長(zhǎng)什么樣子。這個(gè)例子定義了一個(gè) Person 類(lèi)來(lái)表示“人”，創(chuàng)建一個(gè)“人”的集合，查找其中年紀(jì)大的人，并打印結(jié)果。盡管這是非常小的一段代碼，從中也可以看到 Kotlin 許多有趣的特性。
我們對(duì)其中的一些特性做了標(biāo)記，以便你可以方便地在本書(shū)后續(xù)的內(nèi)容中找到它們。
代碼簡(jiǎn)要地進(jìn)行了解釋?zhuān)侨绻行﹥?nèi)容你現(xiàn)在還無(wú)法理解，請(qǐng)不要擔(dān)心，稍后我們會(huì)詳細(xì)討論。
如果你想嘗試運(yùn)行這個(gè)例 子，簡(jiǎn)單的方法是使用 http://try.kotl.in 的在線 Playground。輸入示例代碼并單擊 Run 按鈕，代碼將會(huì)執(zhí)行。
代碼清單 1.1 Kotlin 初體驗(yàn)
你聲明了一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)類(lèi)，它包括了兩個(gè)屬性：name和age。age屬性默認(rèn)為null（如果沒(méi)有指定）。在創(chuàng)建“人”的列表時(shí)，你省略了Alice的年齡，所以這里年齡使用了默認(rèn)值null。然后你調(diào)用了maxBy函數(shù)來(lái)查找列表中年紀(jì)大的那個(gè)“人”。傳遞給這個(gè)函數(shù)的lambda表達(dá)式需要一個(gè)參數(shù)，使用it作為這個(gè)參數(shù)的默認(rèn)名稱(chēng)。如果age屬性為null，Elvis運(yùn)算符（?:）會(huì)返回零。因?yàn)锳lice的年齡沒(méi)有指定，Elvis運(yùn)算符使用零代替了它，所以Bob幸運(yùn)地成了年紀(jì)大的人。
喜歡這樣的代碼嗎 ? 繼續(xù)讀下去，你將會(huì)學(xué)習(xí)到更多，并成為一名 Kotlin 專(zhuān)家。我們希望不久之后，在你自己的項(xiàng)目中也能看到這樣的代碼，而不只是在書(shū)上。
你大概已經(jīng)知道了 Kotlin 是一種怎樣的語(yǔ)言，讓我們更加深入地了解一下它的關(guān)鍵屬性。首先，我們來(lái)看看你能用 Kotlin 創(chuàng)造哪些種類(lèi)的應(yīng)用程序。
目標(biāo)平臺(tái) ：服務(wù)器端、Android 及任何 Java 運(yùn)行的地方
Kotlin 的首要目標(biāo)是提供一種更簡(jiǎn)潔、更高效、更安全的替代 Java 的語(yǔ)言，并且適用于現(xiàn)今使用 Java 的所有環(huán)境。Java 是一門(mén)非常受歡迎的語(yǔ)言，它廣泛地應(yīng)用于不同的環(huán)境 ：小到智能卡 (JavaCard 技術(shù) )，大到 Google、Twitter、LinkedIn 和其他這種規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)公司運(yùn)行的大的數(shù)據(jù)中心。在這些地方，使用 Kotlin 可以幫助開(kāi)發(fā)者在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的同時(shí)減少代碼并避免麻煩。
Kotlin 常見(jiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景有 ：
編寫(xiě)服務(wù)器端代碼（典型的代表是 Web 應(yīng)用后端）
創(chuàng)建 Android 設(shè)備上運(yùn)行的移動(dòng)應(yīng)用
但 Kotlin 還有其他用武之地。例如，可以使用 Intel Multi-OS Engine（(https:// software.intel.com/en-us/multi-os-engine）讓 Kotlin 代碼運(yùn)行在 iOS 設(shè)備上。還可以 使用 Kotlin 和 TornadoFX（https://github.com/edvin/tornadofx）以及 JavaFX（http://mng.bz/500y） 一起來(lái)構(gòu) 建桌面應(yīng)用程序。
除了 Java 之外，Kotlin 還可以編譯成 JavaScript，允許你在瀏覽器中運(yùn)行 Kotlin 代碼。但截止本書(shū)撰寫(xiě)時(shí)，對(duì) JavaScript 的支持仍在 JetBrains 內(nèi)部探索并進(jìn)行原型 開(kāi)發(fā)，這超出了本書(shū)的范圍，而其他一些平臺(tái)也在考慮支持 Kotlin 的未來(lái)版本。
正如你所看到的，Kotlin 的目標(biāo)平臺(tái)是相當(dāng)廣泛的。Kotlin 并沒(méi)有被限制在單 一的問(wèn)題域，也沒(méi)有被限制在解決軟件開(kāi)發(fā)者面臨的某一類(lèi)型的挑戰(zhàn)。相反，對(duì)所 有開(kāi)發(fā)過(guò)程中涌現(xiàn)的任務(wù)，Kotlin 都提供了全面的生產(chǎn)力提升。它借助支持特定領(lǐng) 域或編程范式的庫(kù)，提供了卓越的集成水準(zhǔn)。接下來(lái)讓我們來(lái)看看 Kotlin 作為一種 編程語(yǔ)言的關(guān)鍵特質(zhì)。
靜態(tài)類(lèi)型
Kotlin 和 Java 一樣是一種靜態(tài)類(lèi)型的編程語(yǔ)言。這意味著所有表達(dá)式的類(lèi)型在 編譯期已經(jīng)確定了，而編譯器就能驗(yàn)證對(duì)象是否包含了你想訪問(wèn)的方法或者字段。
這與 動(dòng)態(tài)類(lèi)型 的編程語(yǔ)言形成了鮮明的對(duì) 比，后者在 JVM 上的代表包括 Groovy 和 JRuby。這些語(yǔ)言允許你定義可以存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)類(lèi)型的變量，或者返回任 何數(shù)據(jù)類(lèi)型的函數(shù)，并在運(yùn)行時(shí)才解析方法和字段引用。這會(huì)減少代碼量并增加創(chuàng) 建數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的靈活性。但它的缺點(diǎn)是，在編譯期不能發(fā)現(xiàn)像名字拼寫(xiě)錯(cuò)誤這樣的問(wèn)題，繼而導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤。
另一方面，與 Java 不同的是，Kotlin 不需要你在源代碼中顯式地聲明每個(gè)變量 的類(lèi)型。很多情況下，變量類(lèi)型可以根據(jù)上下文來(lái)自動(dòng)判斷，這樣就可以省略類(lèi)型聲明。這里有一個(gè)可能是簡(jiǎn)單的例子 ：
val x = 1
在聲明這個(gè)變量時(shí)，由于變量初始化為整型值，Kotlin 自動(dòng)判斷出它的類(lèi)型是 Int。編譯器這種從上下文推斷變量類(lèi)型的能力被稱(chēng)作類(lèi)型推導(dǎo)。
下面羅列了一些靜態(tài)類(lèi)型帶來(lái)的好處 ：
性能——方法調(diào)用速度更快，因?yàn)椴恍枰谶\(yùn)行時(shí)才來(lái)判斷調(diào)用的是哪個(gè)方法。
可靠性——編譯器驗(yàn)證了程序的正確性，因而運(yùn)行時(shí)崩潰的概率更低。
可維護(hù)性——陌生代碼更容易維護(hù)，因?yàn)槟憧梢钥吹酱a中用到的對(duì)象的類(lèi)型。
工具支持——靜態(tài)類(lèi)型使 IDE 能提供可靠的重構(gòu)、精確的代碼補(bǔ)全以及其他 特性。
得益于 Kotlin 對(duì)類(lèi)型推導(dǎo)的支持，你不再需要顯式地聲明類(lèi)型，因此大部分關(guān) 于靜態(tài)類(lèi)型的額外冗長(zhǎng)代碼也就不復(fù)存在了。
當(dāng)你檢視 Kotlin 類(lèi)型系統(tǒng)的細(xì)節(jié)時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)許多熟悉的概念。類(lèi)、接口以及 泛型和 Java 非常接近，所以大部分的 Java 知識(shí)可以很容易地轉(zhuǎn)移到 Kotlin。然而， 也會(huì)有一些新概念出現(xiàn)。
其中重要的概念是 Kotlin 對(duì)可空類(lèi)型的支持，通過(guò)在編譯期檢測(cè)可能存在的 空指針異常，它讓你可以寫(xiě)出更可靠的程序。
另一個(gè) Kotlin 類(lèi)型系統(tǒng)的新概念是對(duì)函數(shù)類(lèi)型的支持。要搞清楚這一點(diǎn)，我們 先要了解函數(shù)式編程的主要思想，以及 Kotlin 是如何支持這種編程風(fēng)格的。
函數(shù)式和面向?qū)ο?/strong>
作為一個(gè) Java 開(kāi)發(fā)者，你一定對(duì)面向?qū)ο缶幊痰暮诵母拍顮€熟于胸，但函數(shù)式 編程對(duì)你來(lái)說(shuō)卻可能很新鮮。函數(shù)式編程的核心概念如下 ：
頭等函數(shù)——把函數(shù)（一小段行為）當(dāng)作值使用，可以用變量保存它，把它 當(dāng)作參數(shù)傳遞，或者當(dāng)作其他函數(shù)的返回值。
不可變性——使用不可變對(duì)象，這保證了它們的狀態(tài)在其創(chuàng)建之后不能再變 化。
無(wú)副作用——使用的是純函數(shù)。此類(lèi)函數(shù)在輸入相同時(shí)會(huì)產(chǎn)生同樣的結(jié)果， 并且不會(huì)修改其他對(duì)象的狀態(tài)，也不會(huì)和外面的世界交互。
函數(shù)式編程風(fēng)格的代碼能給你帶來(lái)什么好處 ? 首先，簡(jiǎn)潔。函數(shù)式風(fēng)格的代碼 比相應(yīng)的命令式風(fēng)格的代碼更優(yōu)雅、更簡(jiǎn)練，因?yàn)榘押瘮?shù)當(dāng)作值可以讓你獲得更強(qiáng) 大的抽象能力，從而避免重復(fù)代碼。
假設(shè)你有兩段類(lèi)似的代碼，實(shí)現(xiàn)相似的任務(wù)（例如，在集合中尋找一個(gè)匹配的 元素）但具體細(xì)節(jié)略有不同（如何判斷元素是匹配的）。可以輕易地將這段邏輯中公 共的部分提取到一個(gè)函數(shù)中，并將其他不同的部分作為參數(shù)傳遞給它。這些參數(shù)本身也是函數(shù)，但你可以使用一種簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法來(lái)表示這些匿名函數(shù)，它被稱(chēng)作 lambda 表達(dá)式 ：
函數(shù)式編程風(fēng)格的代碼帶來(lái)的第二個(gè)好處是多線程安全。多線程程序中大的錯(cuò)誤來(lái)源之一就是，在沒(méi)有采用適當(dāng)同步機(jī)制的情況下，在不同的線程上修改同一份數(shù)據(jù)。如果你使用的是不可變數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和純函數(shù)，就能保證這樣不安全的修改根 本不會(huì)發(fā)生，也就不需要考慮為其設(shè)計(jì)復(fù)雜的同步方案。
后，函數(shù)式編程意味著測(cè)試更加容易。沒(méi)有副作用的函數(shù)可以獨(dú)立地進(jìn)行測(cè) 試，因?yàn)椴恍枰獙?xiě)大量的設(shè)置代碼來(lái)構(gòu)造它們所依賴(lài)的整個(gè)環(huán)境。
一般來(lái)說(shuō)，函數(shù)式編程風(fēng)格可以在任何編程語(yǔ)言中使用（包括 Java），它的很 多主張都被認(rèn)為是良好的編程風(fēng)格。然而并不是所有的語(yǔ)言都提供了語(yǔ)法和庫(kù)支持， 讓我們可以毫不費(fèi)力地使用這種風(fēng)格。例如，Java 8 之前的 Java 版本都缺少了這種 支持。Kotlin 擁有豐富的特性集從一開(kāi)始就支持函數(shù)式編程風(fēng)格，包括 ：
函數(shù)類(lèi)型，允許函數(shù)接受其他函數(shù)作為參數(shù)，或者返回其他函數(shù)。
lambda 表達(dá)式，讓你用少的樣板代碼方便地傳遞代碼塊
數(shù)據(jù)類(lèi)，提供了創(chuàng)建不可變值對(duì)象的簡(jiǎn)明語(yǔ)法
標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中包括了豐富的 API 集合，讓你用函數(shù)式編程風(fēng)格操作對(duì)象和集合
Kotlin 允許你使用函數(shù)式編程風(fēng)格但并沒(méi)有強(qiáng)制你使用它。當(dāng)你需要的時(shí)候， 可以使用可變數(shù)據(jù)，也可以編寫(xiě)帶副作用的函數(shù)，而且不需要跳過(guò)任何多余的步驟。 然后，毫無(wú)疑問(wèn)的是，在 Kotlin 中使用基于接口和類(lèi)層次結(jié)構(gòu)的庫(kù)就像 Java 一樣簡(jiǎn) 單。當(dāng)編寫(xiě) Kotlin 代碼的時(shí)候，可以結(jié)合使用面向?qū)ο缶幊毯秃瘮?shù)式編程風(fēng)格，并 使用合適的工具來(lái)對(duì)付亟待解決的問(wèn)題。
免費(fèi)并開(kāi)源
Kotlin 語(yǔ)言（包括編譯器、庫(kù)和所有相關(guān)工具）是完全開(kāi)源的，并且可以自由使用。 它采用 Apache 2 許可證 ；其開(kāi)發(fā)過(guò)程完全公開(kāi)在 GitHub (http://github.com/jetbrains/ kotlin) 上，并且歡迎來(lái)自社區(qū)的貢獻(xiàn)。如果你要開(kāi)發(fā) Kotlin 應(yīng)用程序，有三種開(kāi)源 IDE 供你選擇 ：IntelliJ IDEA Community2 版、Android Studio 以及 Eclipse，它們都完 全支持 Kotlin（當(dāng)然，IntelliJ IDEA Ultimate 也支持 Kotlin。）
現(xiàn)在你明白了 Kotlin 是什么語(yǔ)言，讓我們看看 Kotlin 在具體的實(shí)際應(yīng)用中會(huì)給你帶來(lái)哪些好處。
如前所述，Kotlin 使用的兩個(gè)主要的領(lǐng)域是服務(wù)器端和 Android 開(kāi)發(fā)。接下來(lái) 我們分別看看這兩個(gè)領(lǐng)域，以及為什么 Kotlin 非常適合它們。
服務(wù)器端的 Kotlin
服務(wù)器端編程是一個(gè)非常大的概念，它包含了所有下列的應(yīng)用程序類(lèi)型甚至更多 ：
返回 HTML 頁(yè)面給瀏覽器的 Web 應(yīng)用程序
通過(guò) HTTP 暴露 JSON API 的移動(dòng)應(yīng)用后端服務(wù)
通過(guò) RPC 協(xié)議互相通信的微服務(wù)
多年以來(lái)，開(kāi)發(fā)者一直在構(gòu)建這些類(lèi)型的應(yīng)用，并且積累了大量的框架和技術(shù) 來(lái)幫助他們構(gòu)建這些應(yīng)用。這些應(yīng)用通常并不是孤立地開(kāi)發(fā)或者從零開(kāi)始的，它們 幾乎總是對(duì)現(xiàn)有的系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展、改進(jìn)或者替換，新的代碼必須和系統(tǒng)中現(xiàn)有部分 進(jìn)行集成，而這些部分可能很多年之前就寫(xiě)成了。
這種環(huán)境下 Kotlin 的一大優(yōu)勢(shì)就是它與現(xiàn)有的 Java 代碼無(wú)縫的互操作性。無(wú)論 是要編寫(xiě)一個(gè)全新的組件還是移植一個(gè)現(xiàn)有服務(wù)的代碼，Kotlin 都毫無(wú)壓力。不管 你需要在 Kotlin 中繼承 Java 類(lèi)，還是以某種方式注解一個(gè)類(lèi)的方法或字段，都不會(huì) 遇到任何問(wèn)題。它帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的代碼會(huì)更緊湊、更可靠、更易于維護(hù)。
與此同時(shí)，Kotlin 還引入了許多用于開(kāi)發(fā)這類(lèi)系統(tǒng)的新技術(shù)。例如，對(duì)構(gòu)建器 模式的支持讓你可以使用更簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法來(lái)創(chuàng)建任何對(duì)象圖，同時(shí)保留了語(yǔ)言中全套 的抽象機(jī)制和代碼重用工具。
這個(gè)特性的一個(gè)簡(jiǎn)單的用例就是 HTML 生成庫(kù)，它可以把一個(gè)外部模板語(yǔ)言 替換成簡(jiǎn)潔且完全類(lèi)型安全的解決方案。這里有一個(gè)例子 ：
可以輕松地把映射到HTML標(biāo)簽的函數(shù)和常規(guī)的Kotlin語(yǔ)言結(jié)構(gòu)組合起來(lái)。你不再需要使用一門(mén)獨(dú)立的模板語(yǔ)言，也不需要學(xué)習(xí)新的語(yǔ)法，僅僅使用循環(huán)就可以生成HTML頁(yè)面。
另一個(gè)能用上Kotlin干凈和簡(jiǎn)潔的DSL的用例是持久化框架。例如，Exposed 框架（https://github.com/jetbrains/exposed）就提供了易讀的 DSL，可以完全使用 Kotlin 代碼來(lái)描述 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)并執(zhí)行查詢(xún)操作，并且有全面的類(lèi)型檢查。下 面這個(gè)小例子展示了可行的做法 ：
Android 上的 Kotlin
一個(gè)典型的移動(dòng)應(yīng)用和一個(gè)典型的企業(yè)應(yīng)用完全不同。它更小，更少地依賴(lài)與 現(xiàn)有的代碼集成，通常需要快速交付，同時(shí)需要保證在大量的設(shè)備上能夠可靠地運(yùn) 行。這類(lèi)項(xiàng)目 Kotlin 也能勝任。
Kotlin 的語(yǔ)言特性，加上支持 Android 框架的特殊編譯器插件，讓 Android 的 開(kāi)發(fā)體驗(yàn)變得高效和愉悅。常見(jiàn)的開(kāi)發(fā)任務(wù)，比如給控件添加監(jiān)聽(tīng)器或是把布局元 素綁定到字段，可以用更少的代碼完成，有時(shí)甚至根本不用寫(xiě)任何代碼（編譯器會(huì)幫你生成）。同樣由 Kotlin 團(tuán)隊(duì)打造的庫(kù) Anko（https://github.com/kotlin/anko）給許多標(biāo)準(zhǔn) Android API 添加了 Kotlin 友好的適配器，進(jìn)一步提升了 Android 的開(kāi)發(fā)體驗(yàn)。
下面是 Anko 的一個(gè)簡(jiǎn)單例子，可以品嘗到使用 Kotlin 進(jìn)行 Android 開(kāi)發(fā)的滋味。只要把這段代碼放在一個(gè) Activity 中，一個(gè)簡(jiǎn)單的 Android 應(yīng)用就做好了！
使用Kotlin帶來(lái)的另一優(yōu)勢(shì)就是更好的應(yīng)用可靠性。如果你有開(kāi)發(fā)Android應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)，你一定對(duì)“Unfortunately, Process Has Stopped”對(duì)話框深?lèi)和唇^。如果你的應(yīng)用有未處理的異常，這個(gè)對(duì)話框就會(huì)出現(xiàn)，而這種異常一般是NullPointerException（空指針異常）。Kotlin的類(lèi)型系統(tǒng)通過(guò)精確地跟蹤null值，大大減輕了空指針異常問(wèn)題帶來(lái)的壓力。大部分Java中會(huì)導(dǎo)致NullPointerException的代碼在Kotlin中無(wú)法編譯成功，以確保這些錯(cuò)誤在應(yīng)用到達(dá)用戶(hù)手中之前得到修正。
同時(shí)，由于 Kotlin 完全兼容 Java 6，使用它并不會(huì)帶來(lái)任何新的編譯問(wèn)題。你 可以享受所有 Kotlin 的酷炫新特性，而你的用戶(hù)仍然可以在他們的設(shè)備上使用你的 應(yīng)用，即使他們的設(shè)備并沒(méi)有運(yùn)行新版本的 Android 系統(tǒng)。
說(shuō)到性能，Kotlin 也沒(méi)有帶來(lái)任何負(fù)面影響。Kotlin 編譯器生成的代碼執(zhí)行起 來(lái)和普通的 Java 代碼效率一樣。Kotlin 使用的運(yùn)行時(shí)（庫(kù)）體積相當(dāng)小，所以編譯 出來(lái)的應(yīng)用程序包體積也不會(huì)增加多少。當(dāng)你使用 lambda 的時(shí)候，它們會(huì)被許多 Kotlin 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)函數(shù)內(nèi)聯(lián)。lambda 的內(nèi)聯(lián)確保不會(huì)創(chuàng)建新對(duì)象，因此應(yīng)用程序也不必 忍受額外的 GC 暫停。
看過(guò)了和 Java 相比 Kotlin 的優(yōu)勢(shì)之后，我們?cè)賮?lái)看看 Kotlin 的設(shè)計(jì)哲學(xué)——那 些把 Kotlin 和其他面向 JVM 的現(xiàn)代語(yǔ)言區(qū)分開(kāi)的主要特性。
當(dāng)談起 Kotlin 的時(shí)候，我們喜歡說(shuō)它是一門(mén)務(wù)實(shí)、簡(jiǎn)潔和安全的語(yǔ)言，專(zhuān)注于 互操作性。這里的每個(gè)詞語(yǔ)究是什么含義？我們逐個(gè)來(lái)看看。
務(wù)實(shí)
務(wù)實(shí)對(duì)我們來(lái)說(shuō)意味著一件簡(jiǎn)單的事情 ：Kotlin 就是一門(mén)設(shè)計(jì)出來(lái)解決現(xiàn)實(shí)世界問(wèn)題的實(shí)用語(yǔ)言。它的設(shè)計(jì)基于多年創(chuàng)建大型系統(tǒng)的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)，它的特性也是為解決許多軟件開(kāi)發(fā)者遇到的場(chǎng)景而選擇的。此外，來(lái)自 JetBrains 內(nèi)部和社區(qū)的開(kāi)發(fā)者已經(jīng)使用 Kotlin 的早期版本很多年，他們的反饋也被融合進(jìn)了這門(mén)語(yǔ)言公開(kāi)發(fā)布的版本中。所以我們才能自信地說(shuō)，Kotlin 能夠幫助解決實(shí)際項(xiàng)目的問(wèn)題。
Kotlin 也不是一門(mén)研究性的語(yǔ)言。我們沒(méi)有試圖提升編程語(yǔ)言設(shè)計(jì)領(lǐng)域目前的技術(shù)水平，也沒(méi)有嘗試探索計(jì)算機(jī)科學(xué)的創(chuàng)新理念。反而，我們會(huì)盡可能地依賴(lài)已經(jīng)出現(xiàn)在其他編程語(yǔ)言中并被證明是成功的那些特性和解決方案。這降低了語(yǔ)言的復(fù)雜性，也讓它更容易學(xué)習(xí)，因?yàn)槟憧梢匝稣棠切┦煜さ母拍睢?/span>
此外，Kotlin 也沒(méi)有強(qiáng)制使用某種特定的編程風(fēng)格和范式。當(dāng)你開(kāi)始學(xué)習(xí)這門(mén)語(yǔ)言的時(shí)候，可以使用熟悉的來(lái)自 Java 經(jīng)驗(yàn)的風(fēng)格。然后，你會(huì)漸漸地發(fā)現(xiàn)更多強(qiáng)大的 Kotlin 特性，并學(xué)習(xí)把它們應(yīng)用到你的代碼中，讓代碼更簡(jiǎn)潔、更符合語(yǔ)言習(xí)慣。
Kotlin 的實(shí)用主義的另一個(gè)重要體現(xiàn)是對(duì)于工具的專(zhuān)注。對(duì)開(kāi)發(fā)者的生產(chǎn)力而言，一個(gè)智能的開(kāi)發(fā)環(huán)境和一門(mén)設(shè)計(jì)良好的語(yǔ)言同樣重要。因此，事后再來(lái)考慮對(duì) IDE 進(jìn)行支持就是馬后炮。而 Kotlin 的情況是，IntelliJ IDEA 的插件是和編譯器同步開(kāi)發(fā)的，并且在設(shè)計(jì)語(yǔ)言特性時(shí)始終牢記著對(duì)工具的支持。
IDE 支持對(duì)幫助你探索 Kotlin 的特性也發(fā)揮著重要作用。許多情況下，工具會(huì)發(fā)現(xiàn)那些可以用更簡(jiǎn)潔的結(jié)構(gòu)來(lái)替換的通用代碼模式，并給你提供修正這些代碼的選擇。通過(guò)研究自動(dòng)修正所使用的語(yǔ)言特性，你就能學(xué)習(xí)如何在自己的代碼中應(yīng)用這些特性。
簡(jiǎn)潔
和編寫(xiě)新代碼相比，開(kāi)發(fā)人員會(huì)耗費(fèi)更多的時(shí)間來(lái)閱讀現(xiàn)有代碼，這已經(jīng)是常識(shí)。想象一下你所在的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)大項(xiàng)目，而你的工作是添加一個(gè)新特性或者修改 bug。步會(huì)干什么？首先要找到需要改變的那段代碼，然后才能實(shí)現(xiàn)你的修改。要閱讀很多代碼才能知道你要做什么。這些代碼可能近剛完成，由你的同事或者是那些已經(jīng)離開(kāi)的同事編寫(xiě)，或者是你自己很久之前寫(xiě)好的。只有搞懂了周?chē)拇a你才能做出正確的改動(dòng)。
代碼越簡(jiǎn)單越簡(jiǎn)潔，你就能越快地了解發(fā)生了什么。當(dāng)然，良好的設(shè)計(jì)和達(dá)意的命名在這里起著重要的作用。但語(yǔ)言的選擇及其簡(jiǎn)潔性也很重要。如果語(yǔ)言的語(yǔ)法清晰地表達(dá)了被閱讀的代碼的意圖，沒(méi)有因?yàn)檫_(dá)成意圖所需的樣板代碼而晦澀難懂，那么它就是簡(jiǎn)潔的。
在 Kotlin 中，我們努力地保證你寫(xiě)的代碼都具有實(shí)際的意義，而不是僅僅為了滿足代碼結(jié)構(gòu)的需要。許多標(biāo)準(zhǔn)的 Java 樣板代碼，例如 getter、setter 以及將構(gòu)造方法的參數(shù)賦值給字段的邏輯，在 Kotlin 中都是隱式的，并不會(huì)使你的源代碼變得混亂。
另外一個(gè)導(dǎo)致代碼變得不必要的冗長(zhǎng)的原因是編寫(xiě)顯式的代碼來(lái)完成常見(jiàn)的任務(wù)，比如定位集合中的元素。和許多其他現(xiàn)代語(yǔ)言一樣，Kotlin 有豐富的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，讓你用庫(kù)方法調(diào)用來(lái)代替這些冗長(zhǎng)重復(fù)的代碼段。Kotlin 對(duì) lambda 的支持，讓小代碼塊可以輕松地傳遞給庫(kù)函數(shù)。這讓你可以把公共的那部分代碼全部封裝在庫(kù)中，而在用戶(hù)代碼中僅保留特定的針對(duì)任務(wù)的那部分。
與此同時(shí)，Kotlin 并沒(méi)有嘗試把源代碼壓縮到小可能的長(zhǎng)度。例如，即使 Kotlin 支持運(yùn)算符重載，用戶(hù)也不能定義自己的運(yùn)算符。因此，庫(kù)開(kāi)發(fā)者不能用神秘的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)序列來(lái)代替方法名字。單詞比標(biāo)點(diǎn)符號(hào)顯然更易讀，也更容易找到相關(guān)的文檔。
越簡(jiǎn)潔的代碼寫(xiě)起來(lái)花的時(shí)間越短，更重要的是，讀起來(lái)耗費(fèi)的時(shí)間也更短。這會(huì)提高你的生產(chǎn)力并讓你更快地達(dá)成目標(biāo)。
安全
通常，我們說(shuō)一門(mén)編程語(yǔ)言是安全的，我們的意思是它的設(shè)計(jì)可以防止程序出現(xiàn)某些類(lèi)型的錯(cuò)誤。當(dāng)然，這并不意味著絕對(duì)的高質(zhì)量，沒(méi)有任何語(yǔ)言可以阻止所有可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。此外，預(yù)防錯(cuò)誤是需要成本的。需要給編譯器提供程序有關(guān)預(yù)期操作更多的信息，這樣編譯器才能驗(yàn)證這些信息是否和程序的功能匹配。因此，你要在得到的安全級(jí)別和因?yàn)樵黾痈嗉?xì)節(jié)注解而造成的生產(chǎn)力損失之間權(quán)衡利弊。
使用 Kotlin，我們?cè)噲D實(shí)現(xiàn)比 Java 更高的安全級(jí)別，同時(shí)保持更低的總體成本。在 JVM 上運(yùn)行已經(jīng)提供了許多的安全保證 ：例如，內(nèi)存安全，防止了緩沖區(qū)溢出以及其他錯(cuò)誤的動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配造成的問(wèn)題。作為面向 JVM 的靜態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言，Kotlin 還保證了應(yīng)用程序的類(lèi)型安全。這比使用 Java 的成本要更低 ：不需要指定所有的類(lèi)型聲明，因?yàn)樵S多情況下編譯器會(huì)自動(dòng)地推斷出類(lèi)型。
Kotlin 所做的不止這 些，這意味著更多的原本在運(yùn)行時(shí)失敗的錯(cuò)誤在編譯期的檢查中就被阻止 了。重要的一點(diǎn)是，Kotlin 努力地從你的程序中消除 NullPointerException。Kotlin 的類(lèi)型系統(tǒng)跟蹤那些可以或不可以為 null 的值，并且禁止那些運(yùn)行時(shí)可能導(dǎo)致 NullPointerException 的操作。這所帶來(lái)的額外的成本是極小的 ：把類(lèi)型標(biāo)記為可空的只要一個(gè)字符，就是類(lèi)型尾部的一個(gè)問(wèn)號(hào) ：
除此之外，Kotlin 提供了許多便利的方法來(lái)處理可空數(shù)據(jù)。這非常有助于消滅應(yīng)用程序的崩潰。
Kotlin 有助于避免的另一種異常類(lèi)型就是 ClassCastException。當(dāng)你把一 個(gè)對(duì)象轉(zhuǎn)換成一種類(lèi)型，而沒(méi)有事先檢查它是否是正確的類(lèi)型時(shí)，就會(huì)發(fā)生這個(gè)異 常。在 Java 中，開(kāi)發(fā)者常常省略了這類(lèi)檢查，因?yàn)楸仨毞磸?fù)地在檢查和其后的轉(zhuǎn)換 中寫(xiě)明類(lèi)型名稱(chēng)。另一方面，Kotlin 中的檢查和轉(zhuǎn)換被組合成了一次操作 ：一旦檢 查過(guò)類(lèi)型，不需要額外的轉(zhuǎn)換就能直接引用屬于這個(gè)類(lèi)型的成員。這樣，開(kāi)發(fā)者就 沒(méi)有借口跳過(guò)檢查，也不會(huì)給錯(cuò)誤留下可乘之機(jī)。下面展示了它是如何工作的 ：
互操作性
關(guān)于互操作 性，你的個(gè)問(wèn)題可能是 ：“我是不是可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的 庫(kù)？”Kotlin 給出的回答是 ：“當(dāng)然可以。”無(wú)論需要使用哪種庫(kù)提供的 API，都可 以在 Kotlin 中使用它們。可以調(diào)用 Java 的方法，繼承 Java 的類(lèi)和實(shí)現(xiàn) Java 的接口， 在 Kotlin 類(lèi)上應(yīng)用 Java 的注解，等等。
與其他一些 JVM 語(yǔ)言不同，Kotlin 在互操作性上更上一層樓，讓 Java 代碼也 可以毫不費(fèi)力地調(diào)用 Kotlin 的代碼。無(wú)須取巧 ：Kotlin 的類(lèi)和方法可以像常規(guī)的 Java 類(lèi)和方法一樣被調(diào)用。這帶來(lái)了無(wú)限的靈活性，在項(xiàng)目的任何地方都可以混合 使用 Java 和 Kotlin。當(dāng)你剛開(kāi)始在自己的 Java 項(xiàng)目中引入 Kotlin 時(shí)，可以在代碼庫(kù) 中的任意一個(gè)類(lèi)上運(yùn)行 Java 到 Kotlin 的轉(zhuǎn)換器，剩下的代碼不需要任何修改就可以 繼續(xù)編譯和工作。不管你所轉(zhuǎn)換的類(lèi)是什么角色，這都是可行的。
另一個(gè) Kotlin 專(zhuān)注于互操作性的領(lǐng)域是在大程度上使用現(xiàn)有的 Java 庫(kù)。例如， Kotlin 沒(méi)有自己的集合庫(kù)，它完全依賴(lài) Java 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的類(lèi)，使用額外的函數(shù)來(lái)擴(kuò)展 它們，讓它們?cè)?Kotlin 中用起來(lái)更方便（我們會(huì)在 3.3 節(jié)中了解這種機(jī)制更多的細(xì)節(jié)）。 這意味著在 Kotlin 中調(diào)用 Java API 時(shí)，永遠(yuǎn)不需要包裝或者轉(zhuǎn)換這些 Java 對(duì)象，反 之亦然。所有這些 Kotlin 提供的豐富的 API 在運(yùn)行時(shí)沒(méi)有任何的額外開(kāi)銷(xiāo)。
Kotlin 工具也對(duì)跨語(yǔ)言項(xiàng)目提供了全面支持。它可以編譯任意混合的 Java 和 Kotlin 源碼，不管它們之間是怎樣互相依賴(lài)的。IDE 的特性也能跨語(yǔ)言工作，允許 ：
自由地在 Java 和 Kotlin 源碼文件之間切換
調(diào)試混合語(yǔ)言的項(xiàng)目，可以在不同語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼之中單步調(diào)試
重構(gòu) Java 方法的時(shí)候，Kotlin 代碼中的對(duì)它們的調(diào)用也會(huì)得到正確的更新，反之亦然
希望我們已經(jīng)說(shuō)服你嘗試一下 Kotlin。現(xiàn)在，你要如何開(kāi)始使用它？在接下來(lái) 的一節(jié)中，我們將從命令行和其他不同工具的使用兩方面討論編譯和運(yùn)行 Kotlin 代 碼的過(guò)程。
和 Java 一樣，Kotlin 也是編譯型語(yǔ)言。這意味著你必須先編譯，然后才能執(zhí)行 Kotlin 代碼。讓我們來(lái)討論一下編譯過(guò)程，然后看看幫你完成這個(gè)過(guò)程需要的不同工具。如果你需要關(guān)于如何搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境的信息，請(qǐng)參考 Kotlin 官方網(wǎng)站的“Tutorials”（教程）一節(jié) (https://kotlinlang.org/docs/tutorials)。
編譯 Kotlin 代碼
Kotlin 的源代碼存放在后綴名為 .kt 的文件中。Kotlin 編譯器會(huì)分析源代碼并生成 .class 文件，這和 Java 編譯器做的沒(méi)什么不同。然后按照你正在處理的應(yīng)用程序類(lèi)型的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程打包和執(zhí)行生成的 .class 文件。簡(jiǎn)單的情況下，只需要使用 kotlinc 命令就可以從命令行編譯代碼，然后就可以用 java 命令執(zhí)行你的代碼 ：
kotlinc <source file or directory> -include-runtime -d <jar name>java -jar <jar name>
圖1.1展示了Kotlin構(gòu)建過(guò)程的簡(jiǎn)單描述。
圖 1.1 Kotlin 構(gòu)建過(guò)程
用 Kotlin 編譯器編譯的代碼依賴(lài) Kotlin 運(yùn)行時(shí)庫(kù)。它包括了 Kotlin 自己的標(biāo)準(zhǔn) 庫(kù)類(lèi)的定義，以及 Kotlin 對(duì)標(biāo)準(zhǔn) Java API 的擴(kuò)展。運(yùn)行時(shí)庫(kù)需要和你的應(yīng)用程序一 起分發(fā)。
在大多數(shù)實(shí)際工作的例子中，你會(huì)使用像 Maven、Gradle 或者 Ant 這樣的構(gòu)建系統(tǒng)來(lái)編譯你的代碼。Kotlin 和所有這些構(gòu)建系統(tǒng)都兼容，我們會(huì)在附錄 A 中討論相關(guān)細(xì)節(jié)。所有這些構(gòu)建系統(tǒng)也支持在同一個(gè)代碼庫(kù)中既有 Kotlin 也有 Java 的混合語(yǔ)言項(xiàng)目。此外，Maven 和 Gradle 還會(huì)幫你把 Kotlin 運(yùn)行時(shí)庫(kù)作為依賴(lài)加入到你的應(yīng)用程序中。
IntelliJ IDEA 和 Android Studio 插件
IntelliJ IDEA 的 Kotlin 插件是和語(yǔ)言同步開(kāi)發(fā)的，它是 Kotlin 可用的功能全面的開(kāi)發(fā)環(huán)境。它成熟且穩(wěn)定，提供了 Kotlin 開(kāi)發(fā)所需的全套工具。
IntelliJ IDEA 15 及 其后 續(xù)版 本不 需 要額 外的 設(shè) 置，Kotlin 插 件就可以開(kāi)箱即用。可以選擇免費(fèi)開(kāi)源的 IntelliJ IDEA Community 版，也可以選擇 IntelliJ IDEA Ultimate。在“New Project”（新建項(xiàng)目）對(duì)話框中選擇“Kotlin”，然后就可以開(kāi)始工作了。
如果你用的是 Android Studio，可以從“plug-in manager”（插件管理器）中安裝 Kotlin 插件。打開(kāi)“Settings”（設(shè)置）對(duì)話框，選擇“Plugins”（插件），單擊“Install JetBrains Plugin”（安裝 JetBrains 插件）按鈕，然后從列表中選擇“Kotlin”。
交互式 shell
如果你想快速地嘗試小段的 Kotlin 代碼，可以使用交互式 shell( 也叫 REPL3 ）。 在 REPL 中，可以逐行地輸入 Kotlin 代碼并立即看到其執(zhí)行結(jié)果，可以使用不帶任 何參數(shù)的 kotlinc 命令啟動(dòng) REPL，也可以從 IntelliJ IDEA 的“Kotlin”菜單中選 擇啟動(dòng) REPL。
Eclipse 插件
如果你是 Eclipse 用 戶(hù)，同樣可以選擇在你的 IDE 中使用 Kotlin。Kotlin 的 Eclipse 插件提供了必要的 IDE 功能，如導(dǎo)航和代碼補(bǔ)全。該插件可以在 Eclipse Marketplace 中找到。要安裝它，請(qǐng)選擇“Help > Eclipse Marketplace”菜單項(xiàng)，然后在列表中搜索“Kotlin”。
在線 playground
嘗試 Kotlin 的簡(jiǎn)單的方式，是不需要任何安裝和配置。可以在 http://try.kotl.in 找到在線的 playground，可以在上面編寫(xiě)、編譯及運(yùn)行 Kotlin 的小程序。Playground 上還展示了 Kotlin 特性的代碼示例，其中包括了本書(shū)中的所有例子，還有一系列交互式學(xué)習(xí) Kotlin 的練習(xí)。
Java 到 Kotlin 的轉(zhuǎn)換器
要熟練掌握一門(mén)新語(yǔ)言總是要費(fèi)點(diǎn)力氣的。幸運(yùn)的是，我們開(kāi)辟了一條很棒的小捷徑，讓你可以借助現(xiàn)有的 Java 知識(shí)來(lái)加快學(xué)習(xí)和運(yùn)用 Kotlin 的速度。這個(gè)工具就是 Java 到 Kotlin 的自動(dòng)轉(zhuǎn)換器。
當(dāng)你開(kāi)始學(xué)習(xí) Kotlin 的時(shí)候，如果你還沒(méi)有記住準(zhǔn)確的語(yǔ)法，轉(zhuǎn)換器能幫你表達(dá)一些內(nèi)容。可以先用 Java 寫(xiě)出相應(yīng)的代碼片段，然后把它粘貼到 Kotlin 文件中，轉(zhuǎn)換器會(huì)自動(dòng)地將代碼轉(zhuǎn)換成 Kotlin。轉(zhuǎn)換的結(jié)果不一定總是符合語(yǔ)言習(xí)慣，但是它一定是可以工作的代碼，這樣就可以讓你的任務(wù)更進(jìn)一步了。
在現(xiàn)有的 Java 項(xiàng)目中引入 Kotlin 時(shí)，轉(zhuǎn)換器也很好用。當(dāng)你寫(xiě)一個(gè)新類(lèi)時(shí)，可以從一開(kāi)始就用 Kotlin。但是如果你要在一個(gè)現(xiàn)有的類(lèi)上做重大的更改時(shí)，可能也想在這個(gè)過(guò)程中使用 Kotlin，這時(shí)轉(zhuǎn)換器就派上用場(chǎng)了。首先把這個(gè)類(lèi)轉(zhuǎn)換成 Kotlin，然后就可以利用現(xiàn)代編程語(yǔ)言的所有優(yōu)勢(shì)來(lái)添加更改了。
在 IntelliJ IDEA 中使用轉(zhuǎn)換器再簡(jiǎn)單不過(guò)了。要么復(fù)制一段 Java 代碼粘貼到 Kotlin 文件中，要么觸發(fā)“Convert Java File to Kotlin File”（轉(zhuǎn)換 Java 文件到 Kotlin 文件）動(dòng)作來(lái)轉(zhuǎn)換整個(gè)文件。也可以在 Eclipse 中或者線上使用轉(zhuǎn)換器。
Kotlin 是靜態(tài)類(lèi)型語(yǔ)言并支持類(lèi)型推導(dǎo)，允許維護(hù)正確性與性能的同時(shí)保持源代碼的簡(jiǎn)潔。
Kotlin 支持面向?qū)ο蠛秃瘮?shù)式兩種編程風(fēng)格，通過(guò)頭等函數(shù)使更高級(jí)別的抽象成為可能，通過(guò)支持不可變值簡(jiǎn)化了測(cè)試和多線程開(kāi)發(fā)。
在服務(wù)器端應(yīng)用程序中它工作得很好，全面支持所有現(xiàn)存的 Java 框架，為常見(jiàn)的任務(wù)提供了新工具，如生成 HTML 和持久化。
在 Android 上它也可以工作，這得益于緊湊的運(yùn)行時(shí)、對(duì) Android API 特殊的編譯器支持以及豐富的庫(kù)，為常見(jiàn) Android 開(kāi)發(fā)任務(wù)提供了 Kotlin 友好的 函數(shù)。
它是免費(fèi)和開(kāi)源的，全面支持主流的 IDE 和構(gòu)建系統(tǒng)。
Kotlin 是務(wù)實(shí)的、安全的、簡(jiǎn)潔的，與 Java 可互操作，意味著它專(zhuān)注于使用已經(jīng)證明過(guò)的解決方案處理常見(jiàn)任務(wù)，防止常見(jiàn)的像 NullPointerException 這樣的錯(cuò)誤，支持緊湊和易讀的代碼，以及提供與 Java 無(wú)限制的集成。
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