Kotlin 编程简介

原创于 2025-11-18 10:53:37 发布 · 349 阅读

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这是一个针对初学者的 Kotlin 编程语言简介。无论你是有其他编程语言基础，还是完全的新手，这份指南都将帮助你快速了解 Kotlin 的核心特性和魅力。

1. 什么是 Kotlin？

Kotlin 是一种由 JetBrains 公司开发的现代、简洁、安全的静态类型编程语言。它运行在 Java 虚拟机（JVM）上，因此可以与现有的 Java 代码和库 100% 互操作。

它的主要设计目标是：

简洁： 大幅减少样板代码，让开发者更专注于逻辑本身。
安全： 设计上尽量避免空指针异常等常见错误。
互操作性： 与 Java 的完美互通是其成功的关键。
工具友好： JetBrains 提供了出色的 IDE（如 IntelliJ IDEA）支持。

2. 为什么选择 Kotlin？

官方推荐的 Android 开发语言： 自 2019 年 Google I/O 以来，Kotlin 已成为 Android 移动开发的首选语言。
多平台能力： 通过 Kotlin Multiplatform，你可以使用 Kotlin 开发 Android、iOS（共享逻辑）、Web 前端、后端服务器，甚至原生桌面应用。
更高的开发效率： 语法简洁，表达力强，写更少的代码，完成更多的工作。
更少的错误： 例如，其类型系统旨在从代码中消除空指针异常。

3. 核心语法和特性入门

让我们通过一些代码示例来感受 Kotlin 的简洁与强大。

a) 你好，世界！

与 Java 相比，Kotlin 的入口函数非常简单。

fun main() {
    println("Hello, World!")
}

fun：关键字，用于声明函数。
不需要将代码放在一个类里（虽然也可以）。
不需要分号 ；。

b) 变量声明

Kotlin 使用两个关键字来声明变量：val 和 var。

fun main() {
    // val (value) - 声明只读变量，相当于常量，赋值后不可修改。
    val name = "Alice" // 类型被推断为 String
    val age: Int = 25 // 显式声明类型为 Int
    // name = "Bob" // 错误：Val cannot be reassigned

    // var (variable) - 声明可变变量。
    var score = 90
    score = 100 // 正确：可以重新赋值
}

最佳实践： 优先使用 val，除非你真的需要改变这个变量。这能使代码更可靠、更易于推理。

c) 空安全

这是 Kotlin 最著名的安全特性。

fun main() {
    // 普通变量不能为 null
    var neverNull: String = "This cannot be null"
    // neverNull = null // 编译错误！

    // 如果要允许为 null，必须在类型后加上 ?
    var canBeNull: String? = "You can set this to null"
    canBeNull = null // 这是允许的

    // 安全调用操作符 ?.
    val length: Int? = canBeNull?.length 
    // 如果 canBeNull 为 null，则整个表达式结果为 null，不会抛出异常。

    // Elvis 操作符 ?: （提供默认值）
    val lengthOrZero: Int = canBeNull?.length ?: 0
    // 如果 ?. 左边的结果为 null，则使用 ?: 右边的默认值（0）。
}

这从根本上减少了 NullPointerException 的发生。

d) 函数

Kotlin 中的函数非常灵活。

// 1. 基本函数
fun sum(a: Int, b: Int): Int {
    return a + b
}

// 2. 表达式函数体（单表达式函数可以省略大括号和 return）
fun sumShort(a: Int, b: Int) = a + b

// 3. 默认参数和命名参数
fun greet(name: String, msg: String = "Hello") {
    println("$msg, $name!")
}

fun main() {
    greet("Alice") // 输出：Hello, Alice!
    greet("Bob", "Hi") // 输出：Hi, Bob!
    greet(msg = "Hey", name = "Carol") // 使用命名参数，顺序可以打乱
}

e) 条件表达式

Kotlin 的 if 和 when 不仅仅是语句，它们还可以返回值。

fun max(a: Int, b: Int): Int {
    // if 是一个表达式，有返回值
    return if (a > b) a else b
}

fun describe(obj: Any): String {
    // when 类似于 Java 的 switch，但强大得多
    return when (obj) {
        1       -> "One"
        "Hello" -> "Greeting"
        is Long -> "Long type"
        !is String -> "Not a string"
        else    -> "Unknown"
    }
}

f) 数据类

当你需要一个只用于保存数据的类时，Kotlin 提供了 data class，它可以自动生成 equals(), hashCode(), toString(), copy() 等标准方法。

// Java 中可能需要几十行代码，这里只需一行。
data class User(val name: String, val age: Int)

fun main() {
    val user = User("Alice", 25)
    println(user) // 输出：User(name=Alice, age=25)

    // 解构声明
    val (userName, userAge) = user
    println("$userName is $userAge years old") // 输出：Alice is 25 years old

    // 复制（常用于创建修改后的副本，原对象不变）
    val olderUser = user.copy(age = 26)
    println(olderUser) // 输出：User(name=Alice, age=26)
}

4. 与 Java 的互操作性

这是 Kotlin 的杀手级特性。你可以在 Kotlin 项目中直接调用 Java 代码，反之亦然。

在 Kotlin 中调用 Java：

// Java 类：JavaPerson.java
public class JavaPerson {
    private String name;
    public JavaPerson(String name) { this.name = name; }
    public String getName() { return name; }
    public void setName(String name) { this.name = name; }
}

// Kotlin 代码中
fun main() {
    val javaPerson = JavaPerson("John")
    println(javaPerson.name) // 可以直接像 Kotlin 属性一样访问 getter/setter
}

在 Java 中调用 Kotlin：

// Kotlin 类：KotlinUser.kt
data class KotlinUser(val name: String, val age: Int) {
    fun greet() = println("Hi, I'm $name")
}

// Java 代码中
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        KotlinUser user = new KotlinUser("Jane", 30);
        System.out.println(user); // 调用自动生成的 toString
        user.greet(); // 调用 Kotlin 函数
    }
}