原文链接 Kotlin Types and Operators
Kotlin是新一代的基于JVM的静态多范式编程语言,功能强大,语法简洁,前面已经做过Kotlin的基本的介绍,今天就来深入的学习一下它的数据类型和运算操作符。
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数据类型
与大部分语言不同的是,在Kotlin中一切皆为对象(Everything is an object),它没有像Java/C++那样,是没有基础数据类型(primitive types)的,都是对象,因此也不会有像Java那样的box和auto box的麻烦。box和autobox对于单独使用基础数据类型时没啥问题,比如一个方法add(Integer),会进行自动装箱和拆箱。但如果在集合中使用就不一样了,比如array of int与array of Integer是完全不同的数据类型,以及list of int与list of Integer也是完全不同的数据类型,在这些场景里就会相当麻烦,要进行转换,详细可以参考这篇文章。
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变量类型的声明
类型是放在变量之后,这样可以先强调变量的名字,后关注其类型,如:
var count: Int
var message: String
fun double(x: Int): Int {
return x + x
}
类型推断
虽然Kotlin是静态强类型语言,也就是说在编译的时候,编译器必须知道你的数据是什么类型的,这与Java和C++等是一样的,但并不意味着你必须为每个变量声明它的类型。变量的声明,是告诉编译器有一个什么类型的变量,以及叫什么,就比如在函数中的参数列表,就是变量的声明;而变量的定义,则是在声明的同时,要给变量赋值。
那么,当定义变量的时候,编译器是能够直接推断出来它的类型的,这个时候就可以省去类型的声明,Kotlin语言力求简洁,凡是能推断出变量的类型时都可以省去类型的声明,如定义变量的时候,如在lambda中,或者在函数的返回值中。
val PI = 3.14 // Double
val PI: Double = 3.14 // 与上面的效果一样
数字类型(Numbers)
数字类型与大部分语言一样,特别的,它与Java语言是一样的,都是有符号的,即数字最高数位代表符号。
整数
与Java语言一样,有四大整数具体类型,8位的Byte,16位的Short,32位的Int以及64位的Long。它们的范围如下:
Type | Size(bits) | Min value | Max value |
---|---|---|---|
Byte | 8 | -128 | 127 |
Short | 16 | -32768 (-2^15) | 32767 (2^15 - 1) |
Int | 32 | -2,147,483,648 (-2^31) | 2,147,483,647 (2^31 - 1) |
Long | 64 | -9,223,372,036,854,775,808 (-2^63) | 9,223,372,036,854,775,807 (2^63 - 1) |
当然了,每个类型都有其最大值和最小值的常量可以直接引用,不用自己手动写。另外需要注意的是非10进制的字面常量都是二的补码形式,并不是直观的二进制,详细的可以参考另外一篇文章。
浮点数
有Float和Double,它们的定义如下:
Type | Size (bits) | Significant bits | Exponent bits | Decimal digits |
---|---|---|---|---|
Float | 32 | 24 | 8 | 6-7 |
Double | 64 | 53 | 11 | 15-16 |
字面常量(Literals)
字面常量是指直接写在代码中的数字,默认的是Int和Double,如果需要指定类型,可以用标记或者给变量指定类型,如:
val one = 1 // Int
val threeBillion = 3000000000 // Long, exceeding Int, so it is Long
val aLong = 1L // mark it as Long
val oneByte: Byte = 1 // Byte
val e = 2.7182818284 // Double
val eFloat = 2.7182818284f // Float, actual value is 2.7182817
常见的语法糖:
- 浮点数可以用乘方形式如123.5e10
- 可以下划线(underscore)来加强可读性,如1_000_000
- 16进制用0x打头,如0xFF_AB
- 二进制用0b打头,如0b1101_1111
布尔类型(Booleans)
字符类型(Characters)
用两个单引号来表示,如val ch = ' '
需要注意因为字符是对象,所以不能直接与整数进行比较,需要转化为整数,这点不像Java,在Java中字符是可以直接与整数比较的。
val map = CharArray(26)
var index = 0
for (ch in key) {
if (!ch.isLetter()) {
continue
}
if (map[ch - 'a'].toInt() == 0) {
map[ch - 'a'] = 'a' + index
index++
}
}
return message.map { if (it.isLetter()) map[it - 'a'] else it }
.joinToString("")
字符串类型(Strings)
可以视为字符的数组,是一个不可变对象(immutable object),用两个双引号来表示,如
val message = "Hello, world"
字符串拼接用加号+:
val name = "John"
val message = "Hello" + name
当然了,直接用加号拼接效率不好,一般情况下可以直接用字符串模板更好一些。
字符串模板
这是一个强大且方便的内置功能,相当于简化版本的String.format,可以在字符串用美元符$来引用一个变量的值,如果是有方法调用或者运算或者成员引用等情况可以加花括号:
val name = "John"
val message = "Hello, $name"
println("Length is ${name.length}")
字符遍历
与Java不同的是,字符串在Kotlin里面更像是字符数组,或者说一个列表,因此可以直接遍历:
val mesage = "The quick fox jumps over the lazy dog"
for (ch in message) {
println(ch)
}
in是一个强大的操作符,可以用于集合的遍历。另外,字符串可以像列表一样进行函数式的操作,如判断是否包含某个字符:
if (message.any {it == ch}) {
println("$ch is in $message")
}
数组类型(Arrays)
数组Array
通用对象数组 Array
这是适用于所有对象的数组,有两种构造方式,一是通过arrayOf(),直接传入数组的具体值,另外就是用构造方法Array(size)
val heights = arrayOf(240, 360, 480, 640)
val classes = arrayOf("John", "Harden", "Kevin", "Stephen")
val guards: Array = Array(5)
guards[0] = "Stephen"
guards[1] = "Kevin"
还有一种用lambda方式来构造数组,可以非常方便的实现数组的定义:
val asc = Array(5) { i -> (i * i).toString() }
// asc = ["0", "1", "4", "9", "16"]
需要注意的是这里的类型T都是对象。但其实,对于基础类型的数组,如果都box成为对象效率并不高,虽然Kotlin中并没有真的基础数据类型,但涉及到数组这种批量的数据时,使用基础类型能提升很大的效率,因此还有专门用于基础类型的数组类型。
基础类型数组 IntArray和FloatArray
其实有很多,基础的类型都有IntArray, ByteArray, ShortArray, FloatArray, DoubleArray。而且需要注意的是Array
val heights = intArrayOf(240, 360, 480, 640)
val squares = IntArray(5) { i -> i * i } // [0, 1, 4, 9, 16]
val arr = IntArray(5) { 42 } // [42, 42, 42, 42, 42]
val bundle = arrayOf(intArrayOf(1080, 720), intArrayOf(1920, 1080)) // bundle type is Array
运算操作符
运算操作符与大部分语言是一样的。
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算术运算符
也即是常规的算术操作符,+(加) -(减)*(乘) /(除) %(取模),这些都是二元操作符,也就是需要两个操作数才能使用。
还有单元操作符,如自增++自减--,当然也分前置和后置,区别与Java/C++中一样。
操作符与赋值符=可以配合一起使用,如a += b等同于a = a + b,a /= c等同于 a = a / c
逻辑运算符
双元操作符: && 逻辑与,|| 逻辑或,它们的操作数必须 是布尔型,且返回值也是布尔。
与其他语言一样,这两个操作符是short-circiut的或者说是lazy的,也即a && b,如果a是false,那就不去管b了,因为不影响结果;a || b也一样,如果a是true就不去管b了。
还有单元操作符! 逻辑非。一个有意思的地方在于,逻辑非可以与一些操作符合起来使用,而不是直接写在表达式之外,比如,下面两种写法等效:
if (!(a in asc)) {...}
if (a !in asc) {...}
if (b !is Array) {...}
if (!(b is Array)) {...}
位运算符
位运算符比较特殊,与大部分语言不一样。
移位
操作符 | 含义 | 示例 | 说明 |
---|---|---|---|
shr | 向右移位 | a shr 1 | 把a向右移1位 |
shl | 向左移位 | a shl 1 | a向左移1位 |
ushr | 无符号向右移位 | a ushr 1 | (包含符号位)向右移1位 |
按位逻辑运算
操作符 | 含义 | 示例 | 说明 |
---|---|---|---|
and | 按位与 | a and 1 | a与1按位与 |
or | 按位或 | a or 1 | a与1按位或 |
xor | 按位异或 | a xor 1 | a与1按位异或 |
inv | 按位取反 | inv(a) | 把a按位取反 |
这些操作符看起来可能比较怪,然后更怪异的是位运算操作符不能与赋值符=一起使用,只能这样写:
a = a or b
c = c xor (1 shl 3)
事实上位运算不是操作符,它们是一种函数,叫做infix函数,简写了把括号省略了,看起来就像操作符一样,但它们并不是操作符。
运算符重载
与C++中的运算符重载类似,Kotlin中支持运算符重载,本质上它们都是对象定义的方法,但支持重载为运算符。
比如说加法,a + b,可以写成方法调用的形式a.plus(b);b or c等同于b.or(c),!a等同于a.not()。
运算符的优先级
尽管是有默认的优先级的,但强烈建议使用括号以减少歧义和增强可读性,更可以避免一些难以察觉的Bug。
参考资料
- Basic types
- Using Bitwise Operators in Kotlin
- Kotlin Bitwise and Bitshift Operations
- Kotlin Operators
- Kotlin - Operators
- Kotlin Operators