Kotlin基础一: 数据类型

基础类型

在Kotlin中,一切皆是对象,因此我们可以在任何变量上调用成员函数和属性。一些类型可以有特殊的内部表示,如:数字、字符和布尔值可以在运行时表示为原生类型值。本节中,我们描述Kotlin中使用的基本类型:数字、字符、布尔值、数组与字符串。

数字

Kotlin处理数字在某种程度上接近Java,但是并不完全相同。例如,对于数字没有隐式拓展转换,另外有些情况的字面值略有不同。
Kotlin提供了如下的内置类型来表示数字(与Java很相近)

类型 位宽度
Double 64
Float 32
Long 64
Int 32
Short 16
Byte 8

注意在Kotlin中字符不是数字

字面常量/文字常量

数值常量字面有以下几种:

  • 整数:123
  • 长整数由大写L标记:123L
  • 十进制:123
  • 十六进制:0x0f
  • 二进制:0000111
    不支持八进制

Kotlin支持浮点数的常规表示方法

  • 默认double:123.5、123.5e10
  • Float(浮点数)用f或者F标记:123.5f

数字字面值中的下划线

可以使用下划线使数字常量更易读:

val oneMillion = 1_000_000

val creditCardNumber = 1234_5678_9012_3456L

val socialSecurityNumber = 999_99_9999L

val hexBytes = 0xFF_EC_DE_5E

val bytes = 0b11010010_01101001_10010100_10010010

表示方式

在Java平台数字是物理储存为JVM的原生类型,除非我们需要一个可空的引用(如:Int?)或泛型。后者情况下会把数字装箱。

注意,装箱数字不一定保留同一性

val a: Int = 10000

print(a === a) // 输出“true”

val boxedA: Int? = a

val anotherBoxedA: Int? = a

print(boxedA === anotherBoxedA) // !!! 输出“fales” !!!

另一方面,保留了相等性

val a: Int = 10000

print(a == a) // 输出“true”

val boxedA: Int? = a

val anotherBoxedA: Int? = a

print(boxedA == anotherBoxedA) // 输出“true”

显示转换

由于不同的表示方式,较小类型并不是较大类型的子类型。如果它们是的话,就会出现下述问题:

// 假想的代码,实际上并不能编译:

val a: Int? = 1 // 一个装箱的 Int (java.lang.Integer)

val b: Long? = a // 隐式转换产生一个装箱的 Long(java.lang.Long)

print(a == b) // 这将输出“false” 鉴于Long的equals() 检测其他部分也是Long

所以同一性还有相等性都会在所有地方悄无声息地失去。

因此较小的类型不能隐式转换为较大的类型。这意味着在不进行显式转换的情况下我们不能把Byte型值赋给一个Int变量。

val b: Byte = 1 // OK, 字面值是静态检测的

val i:Int = b // 错误

可以显式转换来拓宽数字

val i: Int = b.toInt() //OK: 显式拓宽

每个数字类型支持如下的转换:

  • toByte(): Byte
  • toShort(): Short
  • toInt(): Int
  • toLong(): Long
  • toFloat(): Float
  • toDouble(): Double
  • toChar(): Char

缺乏隐式类型转换并不显著,因为类型会从上下文推断出来,而算术运算会有重载做适当转换,例如:

val l = 1L + 3 // Long + Int => Long

运算

Kotlin支持数字运算的标准集,运算被定义为相应的类成员(但编译器会将函数调用优化为相应的指令)

对于位运算,没有特殊字符来表示,而只可用中缀方式调用命名函数,例如:

val x = (1 shl 2) and 0x000FF000

完整的位运算列表(只用于Int和Long):

  • shl(bits)— 有符号左移(Java的<<)
  • shr(bits) — 有符号右移 (Java的>>)
  • ushr(bits) — 无符号右移 (Java的>>)
  • and(bits) — 位与
  • or(bits) — 位或
  • xor(bits) — 位异或
  • inv() — 位非

浮点数比较

浮点数操作如下:

  • 相等性检测: a == b 与 a != b
  • 比较操作符:a < b, a > b, a <= b, a >= b
  • 区间实例以及区间检测:a..b, x in a..b, x !in a..b

当其中的操作数ab都是静态已知的FloatDouble 或者它们对应的可空类型(声明为该类型,或者推断为该类型,或者智能类型转换的结果是该类型),两数字所形成的操作或者区间,遵循IEEE754浮点运算标准。

然而,为了支持泛型场景并提供全序支持,当这些操作符并非静态类型为浮点数(例如是Any、Comparable<......>、类型参数)时,这些操作使用为 FloatDouble 实现的不符合标准的equelscompareTo ,这会出现:

  • 认为 NaN 与其自身相等
  • 认为 NaN 比包括正无穷大(POSITIVE_INFINITY)在内的任何其他元素都大
  • 认为 -0.0 小于 0.0

字符

字符用 char 类型表示。它们不能直接当作数字

fun check(c: Char){
    if (c == 1){  // 错误:类型不兼容
    // ....
    }
}

字符字面值用单引号括起来:‘1’。 特殊字符可以用反斜杠转义。支持这几个转义序列: \t, \b, \n, \r, ', ", 双反斜杠,反斜杠+$。 编码其他字符要用Unicode转义序列语法:\uFF00

还可将一个显式字符转换为 Int 类型数字:

fun decimalDingitValue(c:Char): Int{
    if (c !in '0'..'9')
        throw IllegalArgumentException("Out of range")
    return c.toInt() - '0'.toInt()  // 显式转换数字
}

像数字一样,当需要可空引用时,字符将被包装。装箱操作不会保留 同一性

布尔

布尔用 Boolean 类型表示,有两个值:truefalse

若需要可空引用布尔会被装箱

内置的布尔运算有:

  • || 短路逻辑或(懒分离)
  • && 短路逻辑与(懒结合)
  • 逻辑非(否定)

数组

数组在Kotlin中使用 Array 类来表示, 它定义了 getset 函数(按照运算符重载约定这会转变为[])和 size 属性,以及一些其他有用的成员函数:

class Array private constructor(){
    val size: Int
    operator fun get(index:Int): T
    operator fun set(index: Int, value: T): Unit
    
    operator fun iterator(): Iterator
    // ......
}

可以使用库函数 arrayOf() 来创建一个数组并传递元素值给它, 这样 arrayOf(1, 2, 3) 创建了 array[1, 2, 3]。 或者, 库函数 arrayOfNulls() 可以用于创建一个指定大小的、所有元素都为空的数组。

另一个选项是用接受数组大小和一个函数参数的 Array 构造函数, 用作参数的函数能够返回给定索引的每个元素初始值:

// 创建一个 Array 初始化为 ["0", "1", "4", "9", "16"]
val asc = Array(5, {i -> (i * i).toString()})

如上所述,[ ]操作代表调用成员函数 get()set()

注意: 与Java不同, Kotlin中数组是不型变的(invariant)。这就意味着Kotlin不让我们把 Array

赋值给 Array , 以防止可能的运行时失败(但是,可以使用 Array

Kotlin 也有无装箱开销的专门的类来表示原生类型数组:ByteArray ShorArray IntArray 等等。 这些类和 Array 并没有继承关系, 但是它们有同样的方法属性集。它们也都有相应的工厂方法:

val x: IntArray = intArrayOf(1, 2, 3)
x[0] = x[1] + x[2]

字符串

字符串用 String 类型表示。 字符串是不可变的。 字符串的元素——字符可以使用索引运算符访问:s[i]

可以使用 for 循环迭代字符串:

for (c in str){
    println(c)
}

字符串字面值

Kotlin 有两种类型的字符串字面值:转义字符串可以有转义字符,以及原生字符串可以包含换行和任意文本。转义字符串很像Java字符串:

val s = "Hello, world!\n"

转义采用传统的反斜杠方式。(参见转义序列)。

原生字符串,使用三个引号(""")分界符号括起来,内部没有转义并且可以包含换行和任何其他字符:

val text = """
    for (c in "foo")
    print(c)
"""

可以通过 trimMargin() 函数去除前导空格:

val text = """
    |Tell me and I forget.
    |Teach me and I remember.
    |Involve me and I learn.
    |(Benjamin Franklin)
    """.trimMargin()

默认 | 用作边界前缀, 但可以选择其他字符并作为参数传入,比如 trimMargin(">")

字符串模板

字符串可以包含模板表达式,即一些小段代码,会求值并把结果合并到字符串中。模板表达式以美元( $ )开头,由一个简单的名字构成:

val i = 10
val s = "i = $i"  // 求值结果为"i = 10"

或者用花括号括起来的任意表达式:

val s = "abc"
val str = "$s.length is ${s.length}"  // 求值结果为"abc.length is 3"

原生字符串和转义字符串内部都支持模板。如果你需要在原生字符串中表示字面值 $ 字符(不支持反斜杠转义), 可以用下列语法J:

val price = """
${'$'}9.99
"""

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