Kotlin 面试题

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Hi，我是旭锐。本文已收录到 GitHub · Android-NoteBook 中。这里有 Android 进阶成长路线笔记 & 博客，有志同道合的朋友，欢迎跟着我一起成长。（联系方式 & 入群方式在 GitHub）

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前言

• 在软件开发领域，经常会涌现出新的编程语言，但很少有新语言能够像 Kotlin 一样在如此短的时间内成为最受欢迎的语言之一；
• 在 Android 生态中主要有 C++、Java、Kotlin 三种语言 ，它们的关系不是替换而是互补。其中，C++ 的语境是算法和高性能，Java 的语境是平台无关和内存管理，而 Kotlin 则融合了多种语言中的优秀特性，带来了一种更现代化的编程方式。 例如简化异步编程的协程（coroutines），提高代码质量的可空性（nullability），lambda 表达式等；
• 在这篇文章里，我将讨论 Kotlin 相较于 Java 的优势。另外，作为客户端同学，我还会讨论 Kotlin 在 Android 开发中的应用实践。如果能帮上忙，请务必点赞加关注，这真的对我非常重要。

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目录

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1. Kotlin 基础

• == 和 equal() 相同，=== 比较内存地址
• 顶级成员（函数 & 属性）的原理： Kotlin 顶级成员的本质是 Java 静态成员，编译后会自动生成文件名Kt的类，可以使用@Jvm:fileName注解修改自动生成的类名
• 默认参数的原理： Kotlin 默认参数的本质是将默认值 固化 到调用位置，所以在 Java 中无法直接调用带默认参数的函数，需要在 Kotlin 函数上增加@JvmOverloads注解，指示编译器生成重载方法
• 解构声明的原理： Kotlin 解构声明可以把一个对象的属性结构为一组变量，所以解构声明的本质是局部变量。

举例：
val (name, price) = Book("Kotlin入门", 66.6f)
println(name)
println(price)
-------------------------------------------
Kotlin 类需要声明`operator fun componentN()`方法来实现解构功能，否则是不具备解构声明的功能的，例如：
class Book(var name: String, var price: Float) {
    operator fun component1(): String { // 解构的第一个变量
        return name
    }

    operator fun component2(): Float { // 解构的第二个变量
        return price
    }
}

• 扩展函数的原理： 扩展函数的语义是在不修改类 / 不继承类的情况下，向一个类添加新函数或者新属性。本质是静态函数，静态函数的第一个参数是接收者类型，调用扩展时不会创建适配对象或者任何运行时的额外消耗。在 Java 中，我们只需要像调用普通静态方法那样调用扩展即可。相关深入文章：《Kotlin | 扩展函数（终于知道为什么 with 用 this，let 用 it）》
• 委托机制的原理： Kotlin 委托的语法关键字是 by，其本质上是面向编译器的语法糖，三种委托（类委托、对象委托和局部变量委托）在编译时都会转化为 “无糖语法”。例如类委托：编译器会实现基础接口的所有方法，并直接委托给基础对象来处理。例如对象委托和局部变量委托：在编译时会生成辅助属性（prop$degelate），而属性 / 变量的 getter() 和 setter() 方法只是简单地委托给辅助属性的 getValue() 和 setValue() 处理。相关深入文章：《Kotlin | 委托机制 & 原理 & 应用》
• let、with、apply 的区别和应用场景：
• 中缀函数： 声明 infix 关键字的函数是中缀函数，可以使用中缀表示法调用（忽略点和括号）

中缀函数的要求：
- 1、成员函数或扩展函数
- 2、函数只有一个参数
- 3、不能使用可变参数或默认参数

举例：
infix fun String.吃(fruit: String): String {
    return "${this}吃${fruit}"
}
调用： "小明" 吃 "苹果"

类型系统

• 数值类型： Kotlin 将基本数据类型和引用型统一为：Byte、Short、Int、Long、Float、Double、Char 和 Boolean。需要注意的是，类型的统一并不意味着 Kotlin 所有的数值类型都是引用类型，大多数情况下，它们在编译后会变成基本数据类型，类型参数会被编译为引用类型。
• 类型转换： 较小类型并不是较大类型的子类型，较小的类型不能隐式转换为较大的类型。

val b: Byte = 1 // OK, 字面值是静态检测的
val i: Int = b // 错误
val i: Int = b.toInt() // OK

• 只读集合和可变集合： 只读集合只可读，而可变集合可以增删该差（例如 List 只读，MutableList 可变）。需要注意，只读集合引用指向的集合不一定是不可变的，因为你使用的变量可能是众多指向同一个集合的其中一个。
• Array 和 IntArray 的区别： Array 相当于引用类型数组 Integer[]，IntArray 相当于数值类型数组 int[]。

面向对象

• 类修饰符
  Kotlin 类 / 方法默认是 final 的，如果想让继承类 / 重写方法，需要在基类 / 基方法添加 open 修饰符。

final：不允许继承或重写
open：允许继承或重写
abstract：抽象类 / 抽象方法

• 访问修饰符
  Java 默认的访问修饰符是 protected，Kotlin 默认的访问修饰符是 public。

public：所有地方可见
internal：模块中可见，一个模块就是一组编译的 Kotlin 文件
protected：子类中可见（与 Java 不同，相同包不可见）
private：类中可见

• 内部类
  Kotlin：默认为静态内部类，如果想访问类中的成员方法和属性，需要添加 inner 关键字称为非静态内部类；
  Java：默认为非静态内部类。

• object 与 companion object 的区别
  object 有两层语义：静态匿名内部类 + 单例对象
  companion object 是伴生对象，一个类只能有一个，代表了类的静态成员（函数 / 属性）

• object 单例的原理

lambda 表达式

• lambda 表达式本质上是 「可以作为值传递的代码块」。在老版本 Java 中，传递代码块需要使用匿名内部类实现，而使用 lambda 表达式甚至连函数声明都不需要，可以直接传递代码块作为函数值。
• 当 lambda 表达式只有一个参数，可以用 it 关键字来引用唯一的实参。
• lambda 表达式的种类
  1、普通 Lambda 表达式：例如 ()->R
  2、带接收者对象的 Lambda 表达式：例如 T.()->R
• lambda 表达式访问局部变量的原理： 在 Java 中，匿名内部类访问的局部变量必须是 final 修饰的，否则需要使用数组或对象做一层包装。在 Kotlin 中，lambda 表达式可以直接访问非 final 的局部变量，其原理是提供了一层包装类，修改局部变量本质上是修改包装类中的值。

class Ref(var value:T)

• lambda 编译优化： 在循环中使用 Java 8 与 Kotlin 中的 lambda 表达式时，会存在编译时优化，编译器会将 lambda 优化为一个 static 变量，除非 lambda 表达式中访问了外部的变量或函数。
• 内联函数的原理： lambda 表达式编译后会变成匿名内部类，至少会生成一个中间对象，当 lambda 表达式被经常调用时，会增大运行开销。使用内联函数可以减少中间对象的开销，因为调用内联函数不会真正调用函数，而是把函数实现固化到函数调用的位置。需要注意：如果函数体太大就不适合使用内联函数了，因为会大幅度增加字节码大小。
• 实化类型参数 reified： 因为泛型擦除的影响，运行期间不清楚类型实参的时机类型，Kotlin 中使用 带实化类型参数的内联函数 可以突破这种限制，实化类型参数在插入到调用位置时会使用类型实参的确切类型代替，因此可以确定实参类型。

在这个函数里，我们传入一个List，企图从中过滤出 T 类型的元素：

Java：
 List filter(List list) {
    List result = new ArrayList<>();
    for (Object e : list) {
        if (e instanceof T) { // compiler error
            result.add(e);
        }
    }
    return result;
}
---------------------------------------------------
Kotlin：
fun  filter(list: List<*>): List {
    val result = ArrayList()
    for (e in list) {
        if (e is T) { // cannot check for instance of erased type: T
            result.add(e)
        }
    }
    return result
}

调用：
val list = listOf("", 1, false)
val strList = filter(list)
---------------------------------------------------
内联后：
val result = ArrayList()
for (e in list) {
    if (e is String) {
        result.add(e)
    }
}

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3. 协程

协程

• 协程的原理： 使用同步代码编写异步程序

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4. 框架

Kotlin-Flow

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5. 总结

最后，回顾下我们的 Kotlin 路线系列文章：

• Java | 关于泛型能问的都在这里了（含Kotlin）
• Kotlin | 扩展函数（终于知道为什么 with 用 this，let 用 it）
• Kotlin | 委托机制 & 原理 & 应用
• Android | ViewBinding 与 Kotlin 委托双剑合璧

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参考资料

• Kotlin 官方文档
• Android Kotlin 文档
• 谷歌：选用 Kotlin 的五大理由 —— 刘志勇 译
• Medium · 关于 Kotlin 的技术文章 —— Android 团队
• Kotlin 实战 —— [俄] DmitryJeme 著

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