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Kotlin

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Kotlin
Kotlin 圖示
編程範型多範式：物件導向、函數式、指令式、宣告式、泛型、反射式、並行
設計者JetBrains
實作者JetBrains與開源貢獻者
面市時間2011
目前版本
  • 2.0.20（2024年8月22日；穩定版本）[1]
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型態系統靜態類型、類型推論
系統平台輸出Java虛擬機、Java位元組碼以及JavaScript原始碼
作業系統任何支援JVM或是JavaScript的直譯器
許可證Apache 2
副檔名.kt .kts
網站kotlinlang.org 編輯維基數據鏈結
啟發語言
Java、Scala、Groovy、C#、Gosu（英語：Gosu）

Kotlin是一種在Java虛擬機上執行的靜態型別程式語言，它也可以被編譯成為JavaScript原始碼。它主要是由JetBrains在俄羅斯聖彼得堡的開發團隊所發展出來的程式語言，其名稱來自於聖彼得堡附近的科特林島。[2]2012年1月，著名期刊《Dr. Dobb's Journal（英語：Dr. Dobb's Journal）》中Kotlin被認定為該月的最佳語言。[3]雖然與Java語法並不相容，但在JVM環境中Kotlin被設計成可以和Java程式碼相互運作，並可以重複使用如Java集合框架等的現有Java參照的函式庫（英語：Java Class Library）。Hathibelagal寫道，「如果你正在為Android開發尋找一種替代程式語言，那麼應該試下Kotlin。它很容易在Android專案中替代Java或者同Java一起使用。」

歷史

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2011年7月，JetBrains推出Kotlin專案，這是一個面向JVM的新語言，它已被開發一年之久。[4]JetBrains負責人Dmitry Jemerov說，大多數語言沒有他們正在尋找的特性，但是Scala除外。但是，他指出Scala的編譯時間過慢這一明顯缺陷。[4]Kotlin的既定目標之一是像Java一樣快速編譯。2012年2月，JetBrains以Apache 2許可證開源此專案。[5]

JetBrains希望這個新語言能夠推動IntelliJ IDEA的銷售。[6]

Kotlin v1.0於2016年2月15日發布。[7]這被認為是第一個官方穩定版本，並且JetBrains已準備從該版本開始的長期向下相容性。

在Google I/O 2017中，Google宣布在Android上為Kotlin提供最佳支援。[8]

語法

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Kotlin很明顯受到Java、C#、JavaScript、Scala、Groovy等語言的影響。例如Kotlin可以直接通過println("Hello, ${name}")或println("Hello, $name")來使用字串模板，和古老的shell script類似。又如Kotlin中的分號是可選的，這類似JavaScript，而且Groovy、Scala也有同樣的能力。Kotlin常數定義關鍵字是val（不同於變數定義關鍵字var），表示固定值，這功能來自Scala，Swift也有類似功能。

需要注意，Kotlin沒有關鍵字new。

變數

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使用val（全稱為value，即（固定的）值）關鍵字定義唯讀變數，定義後其值無法修改[9] 

val a: Int = 1 // 定義a為`Int`類型的唯讀變量，其值為1
val b = 2 // 自動檢測b為`Int`類型

使用var（全稱為variable，即變數）關鍵字定義可變變數。 

var x = 5 // App 定義一個`Int`，值為5
x = 1 // 修改值為1

函式

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使用fun關鍵字定義一個函式。 

fun sum(a: Int, b: Int): Int {
    return a + b
}

上例定義了一個傳入兩個Int變數，並返回兩數之和的求和函式。

程式的入口點

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類似於 C、 C++、 C#、 Java 和 Go ， Kotlin 程式的入口點是一個名為「main」的函式。 main 函式有一個包含命令列選項的參數（從 Kotlin 1.3 開始是可選的）。 Kotlin 支援像 Perl 和 Unix shell 那樣的字串模板（英語：String interpolation）。 類型推斷也是支援的。 

// Hello, world! 範例
fun main() {
    val scope = "World"
    println("Hello, $scope!")
}

fun main(args: Array<String>) {
    for (arg in args) {
        println(arg)
    }
}

函式擴充

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Kotlin與C#、JavaScript類似，能夠擴充類別的新功能，而無需繼承該類別，或使用像裝飾器（decorator）這樣的任何類型的設計模式（design pattern）。擴充函式可以稱為Kotlin的核心，在標準庫里到處充斥著擴充函式。

擴充函式是靜態分發的，也就是說，它們不是以接收者類型為準的虛擬函式。這意味著呼叫的擴充函式是由函式呼叫所在的表達式的類型來決定的，而不是由表達式執行時求值結果決定的。

在下述例子中，String類別被擴充出一個成員lastChar。 

package MyStringExtensions

fun String.lastChar(): Char = get(length - 1)

>>> println("Kotlin".lastChar())

利用函式擴充，Kotlin也支援運算子多載： 

// overloading '+' operator using an extension method
operator fun Point.plus(other: Point): Point {
    return Point(x + other.x, y + other.y)
}

>>> val p1 = Point(10, 20)
>>> val p2 = Point(30, 40)
>>> println(p1 + p2)
Point(x=40, y=60)

getter和setter

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Kotlin像C#一樣支援屬性（property）。

解包引數

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類似Python, 解包（unpack）指的是對實際參數的解包，只需在前面加一個星號* 即可，如test（*a）: 

fun main(args: Array<String>) { 
    val list = listOf("args: ", *args)
    println(list)
}

函式巢狀

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Kotlin支援函式巢狀（nested functions），允許函式內再定義函式，類似JavaScript、C#與Python語言。 

class User(
    val id:      Int, 
    val name:    String, 
    val address: String) { 

    fun saveUser(user: User) {
       fun validate(user: User, value: String, fieldName: String) {
           if (value.isBlank()) {
               throw IllegalArgumentException(
                  "Can't save user ${user.id}: empty $fieldName")
           }
       }

       validate(user, user.name, "Name") 
       validate(user, user.address, "Address")
       // Save user to the database
    }
}

解構聲明

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Kotlin支援解構聲明，這與Python的迭代解包相似。

例如, collection object 包含解構式可分離其元素: 

for ((index, element) in collection.withIndex()) { 
     println("$index: $element")
}

抽象類別

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抽象類別（Abstract classes）定義抽象或純虛擬（Pure Virtual）占位函式，需要被繼承。抽象類別預設是open的。 

// No need for the open keyword here, its already open by default
abstract class Animated {

    // This virtual function is already open by default as well
    abstract fun animate()

    open fun stopAnimating() { }

    fun animateTwice() { }
}

類別屬性

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Kotlin 提供下列的關鍵字來限制頂層（top-level）聲明，用於控制類別與成員在繼承時的可見性（作用域）。它們可用於類別及其成員: 

public
internal
protected
private

用於類別的成員聲明時，含義如下：

  • public：全域可見。此為預設的類型。
  • internal：在當前模組中可見。
  • protected：在當前類別的一級子類別中可見，如果子類別再被繼承，則在下一級子類別中不可見。
  • private：在當前類別中可見。

用於頂層聲明時，含義如下：

  • public：全域可見。此為預設的類型。
  • internal：在當前模組中可見。
  • private：在當前檔案中可見。

例如: 

// Class is visible only to current module
internal open class TalkativeButton : Focusable {
    // method is only visible to current class 
    private   fun yell() = println("Hey!") 

    // method is visible to current class and derived classes
    protected fun whisper() = println("Let's talk!")
}

主建構函式 vs. 二級建構函式

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在Kotlin 中類別可以有一個主建構函式以及多個二級建構函式。如果主建構函式沒有註解或可見性說明，則constructor關鍵字可以省略。如果建構函式中沒有其它操作，大括號也可以省略。 

// Example of class using primary constructor syntax
// (Only one constructor required for this class)
class User(
    val nickname: String, 
    val isSubscribed: Boolean = true) {
    ...
}

Kotlin 的二級建構函式更類似於 C++, C#, 和 Java。 

// Example of class using secondary constructor syntax
// (more than one constructor required for this class)
class MyButton : View {

    // Constructor #1 
    constructor(ctx: Context) : super(ctx) { 
        // ... 
    } 

    // Constructor #2
    constructor(ctx: Context, attr: AttributeSet) : super(ctx, attr) { 
        // ... 
    }
}

Anko library

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Anko 是一組為Kotlin 打造的函式庫，其功能是用來開發Android UI 應用程式，[10]現已棄用。[11] 

fun Activity.showAreYouSureAlert(process: () -> Unit) {
    alert(
      title   = "Are you sure?",
      message = "Are you really sure?") 
    {
      positiveButton("Yes") { process() }
      negativeButton("No") { cancel() }
    }
}

Kotlin 互動模式

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Kotlin除了編譯成Java位元組碼執行，也可以作為手稿語言解釋執行，此特性使得Kotlin可以以互動模式執行。互動模式是手稿語言具有的特性，直譯器可以立即執行使用者輸入的代碼，並回饋執行結果。典型的語言有Python、JavaScript（在V8引擎支援下）、Ruby。 

$ kotlinc-jvm
type :help for help; :quit for quit
>>> 2+2
4
>>> println("Welcome to the Kotlin Shell")
Welcome to the Kotlin Shell
>>>

Kotlin 也是手稿語言

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Kotlin 亦可視為手稿語言（scripting language）。其指令碼存成 Kotlin source file (.kts)，即成為可執行檔。 

// list_folders.kts
import java.io.File
val folders = File(args[0]).listFiles { file -> file.isDirectory() }
folders?.forEach { folder -> println(folder) }

為了執行Kotlin 指令碼，我們在執行編譯器時再加上-script選項。 

$ kotlinc -script list_folders.kts "path_to_folder_to_inspect"

Kotlin 的 hello world 例子

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fun main(args: Array<String>) {
    
    greet {
        to.place
    }.print()
}

//inline higher-order functions
inline fun greet(s: () -> String) : String = greeting andAnother s()  

//infix functions, extensions, type inference, nullable types, lambda expressions, labeled this, elvis operator
infix fun String.andAnother(other : Any?) = buildString() { append(this@andAnother); append(" "); append(other ?: "") } 

//immutable types, delegated properties, lazy initialization, string templates
val greeting by lazy { val doubleEl: String = "ll"; "he${doubleEl}o" }

//sealed classes, companion objects
sealed class to { companion object { val place = "world"} }

//extensions, Unit
fun String.print() = println(this)

空變數及其運算

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Kotlin對可以為空（nullable）的變數和不可以為空（non-nullable）的變數作了區分。所有的可空對象（nullable objects）必須在定義時加上 "?" 後置於類型之後。開發人員遇到nullable objects時要先確認: null-check 須被執行過，才能賦值。可空性是Kotlin型別系統中幫助開發者避免以往Java的NullPointerException錯誤的特性。

Kotlin 提供空安全（null-safe）運算子給開發人員: 

fun sayHello(maybe: String?, neverNull: Int) {
   // use of elvis operator
   val name: String = maybe ?: "stranger"
   println("Hello $name")
}

使用安全導引（safe navigation）運算子: 

// returns null if...
// - foo() returns null,
// - or if foo() is non-null, but bar() returns null,
// - or if foo() and bar() are non-null, but baz() returns null.
// vice versa, return value is non-null if and only if foo(), bar() and baz() are non-null
foo()?.bar()?.baz()

高階函式與lambda

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Kotlin 亦支援高階函式和lambdas功能。lambda是一種匿名函式，允許開發者直接將表達式定義為函式，這類似於Python。[12] 

// the following function takes a lambda, f, and executes f passing it the string, "lambda"
// note that (s: String) -> Unit indicates a lambda with a String parameter and Unit return type
fun executeLambda(f: (s: String) -> Unit) {
    f("lambda")
}

Lambdas 可用大括弧 { } 來定義。如果lambda 夾帶參數，他們可定義在大括弧內，並以->運算子區隔。 

// the following statement defines a lambda that takes a single parameter and passes it to the println function
val l = { c : Any? -> println(c) }
// lambdas with no parameters may simply be defined using { }
val l2 = { print("no parameters") }

參考資料

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  1. ^ Release Kotlin 2.0.20 (Repository). 
  2. ^ Heiss, Janice. The Advent of Kotlin: A Conversation with JetBrains' Andrey Breslav. oracle.com. Oracle Technology Network. April 2013 [February 2, 2014]. （原始內容存檔於2017-05-08）. 
  3. ^ Breslav, Andrey. Language of the Month: Kotlin. drdobbs.com. January 20, 2012 [February 2, 2014]. （原始內容存檔於2015-10-22）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Krill, Paul. JetBrains readies JVM language Kotlin. infoworld.com. InfoWorld. Jul 22, 2011 [February 2, 2014]. （原始內容存檔於2014-07-15）. 
  5. ^ Waters, John. Kotlin Goes Open Source. ADTmag.com/. 1105 Enterprise Computing Group. February 22, 2012 [February 2, 2014]. （原始內容存檔於2016-03-29）. 
  6. ^ Why JetBrains needs Kotlin. [2017-05-18]. （原始內容存檔於2014-04-21）. we expect Kotlin to drive the sales of IntelliJ IDEA 
  7. ^ Kotlin 1.0 Released: Pragmatic Language for JVM and Android | Kotlin Blog. Blog.jetbrains.com. 2016-02-15 [2017-04-11]. （原始內容存檔於2016-10-22）. 
  8. ^ Shafirov, Maxim. Kotlin on Android. Now official. May 17, 2017 [2017-05-18]. （原始內容存檔於2021-01-31）. Today, at the Google I/O keynote, the Android team announced first-class support for Kotlin. 
  9. ^ Basic Syntax. Kotlin. Jetbrains. [19 January 2018]. （原始內容存檔於2021-01-29）. 
  10. ^ Anko Github. [2018-06-02]. （原始內容存檔於2020-12-13）. 
  11. ^ anko/GOODBYE.md. [2020-03-11]. （原始內容存檔於2022-04-28）. 
  12. ^ Higher-Order Functions and Lambdas. Kotlin. Jetbrains. [19 January 2018]. （原始內容存檔於2021-01-22）. 

外部連結

[編輯]
取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=Kotlin&oldid=84319058」