# Kotlin 1.3 的新特性 [TOC] ## 協程正式發布 歷經了漫長而充足的的測試，協程終于正式發布了！這意味著自 Kotlin 1.3 起，協程的語言支持與 API 已[完全穩定](http://www.kotlincn.net/docs/reference/evolution/components-stability.html)。參見新版[協程概述](http://www.kotlincn.net/docs/reference/coroutines-overview.html)。 Kotlin 1.3 引入了掛起函數的可調用引用以及在反射 API 中對協程的支持。 ## Kotlin/Native Kotlin 1.3 繼續改進與完善原生平臺。詳情請參見 [Kotlin/Native 概述](http://www.kotlincn.net/docs/reference/native-overview.html)。 ## 多平臺項目 在 1.3 中，我們完全修改了多平臺項目的模型，以提高表現力與靈活性，并使共享公共代碼更加容易。此外，多平臺項目現在也支持 Kotlin/Native！ 與舊版模型的主要區別在于： * 在舊版模型中，需要將公共代碼與平臺相關代碼分別放在獨立的模塊中，以 `expectedBy` 依賴項鏈接。 現在，公共代碼與平臺相關代碼放在相同模塊的不同源根（source root）中，使項目更易于配置。 * 對于不同的已支持平臺，現在有大量的[預設的平臺配置](http://www.kotlincn.net/docs/reference/building-mpp-with-gradle.html#%E5%B7%B2%E6%94%AF%E6%8C%81%E5%B9%B3%E5%8F%B0)。 * 更改了[依賴配置](http://www.kotlincn.net/docs/reference/building-mpp-with-gradle.html#%E6%B7%BB%E5%8A%A0%E4%BE%9D%E8%B5%96)；現在為每個源根分別指定依賴項。 * 源集（source set）現在可以在任意平臺子集之間共享（例如，在一個目標平臺為 JS、Android 與 iOS 的模塊中，可以有一個只在 Android 與 iOS 之間共享的源集）。 * 現在支持[發布多平臺庫](http://www.kotlincn.net/docs/reference/building-mpp-with-gradle.html#%E5%8F%91%E5%B8%83%E5%A4%9A%E5%B9%B3%E5%8F%B0%E5%BA%93)了。 更多相關信息，請參考[多平臺程序設計文檔](http://www.kotlincn.net/docs/reference/multiplatform.html)。 ## 契約 Kotlin 編譯器會做大量的靜態分析工作，以提供警告并減少模版代碼。其中最顯著的特性之一就是智能轉換——能夠根據類型檢測自動轉換類型。 ```kotlin fun foo(s: String?) { if (s != null) s.length // 編譯器自動將“s”轉換為“String” } ``` 然而，一旦將這些檢測提取到單獨的函數中，所有智能轉換都立即消失了： ```kotlin fun String?.isNotNull(): Boolean = this != null fun foo(s: String?) { if (s.isNotNull()) s.length // 沒有智能轉換 :( } ``` 為了改善在此類場景中的行為，Kotlin 1.3 引入了稱為 *契約* 的實驗性機制。 *契約* 讓一個函數能夠以編譯器理解的方式顯式描述其行為。目前支持兩大類場景： - 通過聲明函數調用的結果與所傳參數值之間的關系來改進智能轉換分析： ```kotlin fun require(condition: Boolean) { // 這是一種語法格式，告訴編譯器： // “如果這個函數成功返回，那么傳入的‘condition’為 true” contract { returns() implies condition } if (!condition) throw IllegalArgumentException(...) } fun foo(s: String?) { require(s is String) // s 在這里智能轉換為“String”，因為否則 // “require”會拋出異常 } ``` - 在存在高階函數的情況下改進變量初始化的分析： ```kotlin fun synchronize(lock: Any?, block: () -> Unit) { // 告訴編譯器： // “這個函數會在此時此處調用‘block’，并且剛好只調用一次” contract { callsInPlace(block, EXACTLY_ONCE) } } fun foo() { val x: Int synchronize(lock) { x = 42 // 編譯器知道傳給“synchronize”的 lambda 表達式剛好 // 只調了一次，因此不會報重復賦值錯 } println(x) // 編譯器知道一定會調用該 lambda 表達式而執行 // 初始化操作，因此可以認為“x”在這里已初始化 } ``` ### 標準庫中的契約 `stdlib`（kotlin 標準庫）已經利用契約帶來了如上所述的對代碼分析的改進。這部分契約是**穩定版的**，這意味著你現在就可以從改進的代碼分析中受益，而無需任何額外的 opt-ins： ```kotlin //sampleStart fun bar(x: String?) { if (!x.isNullOrEmpty()) { println("length of '$x' is ${x.length}") // 哇，已經智能轉換為非空！ } } //sampleEnd fun main() { bar(null) bar("42") } ``` ### 自定義契約 可以為自己的函數聲明契約，不過這個特性是**實驗性的**，因為目前的語法尚處于早期原型狀態，并且很可能還會更改。另外還要注意，目前 Kotlin 編譯器并不會驗證契約，因此程序員有責任編寫正確合理的契約。 通過調用標準庫（stdlib）函數 `contract` 來引入自定義契約，該函數提供了 DSL 作用域： ```kotlin fun String?.isNullOrEmpty(): Boolean { contract { returns(false) implies (this@isNullOrEmpty != null) } return this == null || isEmpty() } ``` 請參見 [KEEP](https://github.com/Kotlin/KEEP/blob/master/proposals/kotlin-contracts.md) 中關于語法與兼容性注意事項的詳細信息。 ## 將 `when` 主語捕獲到變量中 在 Kotlin 1.3 中，可以將 `when` 表達式主語捕獲到變量中： ```kotlin fun Request.getBody() = when (val response = executeRequest()) { is Success -> response.body is HttpError -> throw HttpException(response.status) } ``` 雖然已經可以在 `when` 表達式前面提取這個變量，但是在 `when` 中的 `val` 使其作用域剛好限制在 `when` 主體中，從而防止命名空間污染。關于 `when` 表達式的完整文檔請參見[這里](control-flow.html#when-表達式)。 ## 接口中伴生對象的 @JvmStatic 與 @JvmField 對于 Kotlin 1.3，可以使用注解 `@JvmStatic` 與 `@JvmField` 標記接口的 `companion` 對象成員。在類文件中會將這些成員提升到相應接口中并標記為 `static`。 例如，以下 Kotlin 代碼： ```kotlin interface Foo { companion object { @JvmField val answer: Int = 42 @JvmStatic fun sayHello() { println("Hello, world!") } } } ``` 相當于這段 Java 代碼： ```java interface Foo { public static int answer = 42; public static void sayHello() { // …… } } ``` ## 注解類中的內嵌聲明 在 Kotlin 1.3 中，注解可以有內嵌的類、接口、對象與伴生對象： ```kotlin annotation class Foo { enum class Direction { UP, DOWN, LEFT, RIGHT } annotation class Bar companion object { fun foo(): Int = 42 val bar: Int = 42 } } ``` ## 無參的 `main` 按照慣例，Kotlin 程序的入口點是一個簽名類似于 `main(args: Array<String>)` 的函數，其中 `args` 表示傳給該程序的命令行參數。然而，并非每個應用程序都支持命令行參數，因此這個參數往往到最后都沒有用到。 Kotlin 1.3 引入了一種更簡單的無參 `main` 形式。現在 Kotlin 版的 `Hello,World` 縮短了19個字符！ ```kotlin fun main() { println("Hello, world!") } ``` ## 更多元的函數 在 Kotlin 中用帶有不同數量參數的泛型類來表示函數類型：`Function0<R>`、 `Function1<P0, R>`、 `Function2<P0, P1, R>`……這種方式有一個問題是這個列表是有限的，目前只到 `Function22`。 Kotlin 1.3 放寬了這一限制，并添加了對具有更多元數（參數個數）的函數的支持： ```kotlin fun trueEnterpriseComesToKotlin(block: (Any, Any, …… /* 42 個 */, Any) -> Any) { block(Any(), Any(), ……, Any()) } ``` ## 漸進模式 Kotlin 非常注重代碼的穩定性與向后兼容性：Kotlin 兼容性策略提到“破壞性變更”（例如，會使以前編譯正常的代碼現在不能通過編譯的變更）只能在主版本（1.2、1.3 等）中引入。 我們相信很多用戶可以使用更快的周期，其中關鍵的編譯器修復會即時生效，從而使代碼更安全、更正確。因此 Kotlin 1.3 引入了*漸進*編譯器模式，可以通過將參數 `-progressive` 傳給編譯器來啟用。 在漸進模式下，語言語義中的一些修復可以即時生效。所有這些修復都有以下兩個重要特征： * 保留了源代碼與舊版編譯器的向后兼容性，這意味著可以通過非漸進式編譯器編譯所有可由漸進式編譯器編譯的代碼。 * 只是在某種意義上使代碼*更安全*——例如，可以禁用某些不安全的智能轉換，可以將所生成代碼的行為更改為更可預測、更穩定，等等。 啟用漸進模式可能需要重寫一些代碼，但不會太多——所有在漸進模式啟用的修復都已經過精心挑選、通過審核并提供遷移輔助工具。 我們希望對于任何積極維護、即將快速更新到最新語言版本的代碼庫來說，漸進模式都是一個不錯的選擇。 ## 內聯類 > 內聯類在 Kotlin 1.3 起才可用，并且目前是**實驗性**的。詳見其[參考文檔](http://www.kotlincn.net/docs/reference/inline-classes.html#%E5%86%85%E8%81%94%E7%B1%BB%E7%9A%84%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E6%80%A7%E7%8A%B6%E6%80%81)。 Kotlin 1.3 引入了一種新的聲明方式——`inline class`。內聯類可以看作是普通類的受限版，尤其是內聯類必須有且只有一個屬性： ```kotlin inline class Name(val s: String) ``` Kotlin 編譯器會使用此限制來積極優化內聯類的運行時表示，并使用底層屬性的值替換內聯類的實例，其中可能會移除構造函數調用、GC 壓力，以及啟用其他優化： ```kotlin inline class Name(val s: String) //sampleStart fun main() { // 下一行不會調用構造函數，并且 // 在運行時，“name”只包含字符串 "Kotlin" val name = Name("Kotlin") println(name.s) } //sampleEnd ``` 詳見內聯類的[參考文檔](inline-classes.html)。 ## 無符號整型 > 無符號整數僅在 Kotlin 1.3 起才可用，并且目前是**實驗性**的。詳見其[參考文檔](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E6%97%A0%E7%AC%A6%E5%8F%B7%E6%95%B4%E5%9E%8B%E7%9A%84%E5%AE%9E%E9%AA%8C%E6%80%A7%E7%8A%B6%E6%80%81)。 Kotlin 1.3 引入了無符號整型類型： * `kotlin.UByte`: 無符號 8 比特整數，范圍是 0 到 255 * `kotlin.UShort`: 無符號 16 比特整數，范圍是 0 到 65535 * `kotlin.UInt`: 無符號 32 比特整數，范圍是 0 到 2^32 - 1 * `kotlin.ULong`: 無符號 64 比特整數，范圍是 0 到 2^64 - 1 無符號類型也支持其對應有符號類型的大多數操作： ```kotlin fun main() { //sampleStart // 可以使用字面值后綴定義無符號類型： val uint = 42u val ulong = 42uL val ubyte: UByte = 255u // 通過標準庫擴展可以將有符號類型轉換為無符號類型，反之亦然： val int = uint.toInt() val byte = ubyte.toByte() val ulong2 = byte.toULong() // 無符號類型支持類似的操作符： val x = 20u + 22u val y = 1u shl 8 val z = "128".toUByte() val range = 1u..5u //sampleEnd println("ubyte: $ubyte, byte: $byte, ulong2: $ulong2") println("x: $x, y: $y, z: $z, range: $range") } ``` 詳見其[參考文檔](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E6%97%A0%E7%AC%A6%E5%8F%B7%E6%95%B4%E5%9E%8B)。 ## @JvmDefault > `@JvmDefault` 僅在 Kotlin 1.3 起才可用，并且目前是**實驗性**的。詳見其[參考文檔頁](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.jvm/-jvm-default/index.html)。 Kotlin 兼容很多 Java 版本，其中包括不支持默認方法的 Java 6 與 Java 7。為了方便起見，Kotlin 編譯器可以變通突破這個限制，不過這個變通方法與 Java 8 引入的 `default` 方法并不兼容。 這可能會是 Java 互操作性的一個問題，因此 Kotlin 1.3 引入了 `@JvmDefault` 注解。以此注解標注的方法會生成為 JVM 平臺的 `default` 方法： ```kotlin interface Foo { // 會生成為“default”方法 @JvmDefault fun foo(): Int = 42 } ``` > 警告！以 `@JvmDefault` 注解標注的 API 會對二進制兼容性產生嚴重影響。在生產中使用 `@JvmDefault` 之前，請務必仔細閱讀其[參考文檔頁](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.jvm/-jvm-default/index.html)。 # 標準庫 ## 多平臺 `Random` 在 Kotlin 1.3 之前沒有在所有平臺生成隨機數的統一方式——我們不得不借助平臺相關的解決方案，如 JVM 平臺的 `java.util.Random`。這個版本通過引入在所有平臺都可用的 `kotlin.random.Random` 類來解決這一問題。 ```kotlin import kotlin.random.Random fun main() { //sampleStart val number = Random.nextInt(42) // 數字在區間 [0, 上限) 內 println(number) //sampleEnd } ``` ## isNullOrEmpty 與 orEmpty 擴展 一些類型的 `isNullOrEmpty` 與 `orEmpty` 擴展已經存在于標準庫中。如果接收者是 `null` 或空容器，第一個函數返回 `true`；而如果接收者是 `null`，第二個函數回退為空容器實例。 Kotlin 1.3 為集合、映射以及對象數組提供了類似的擴展。 ## 在兩個現有數組間復制元素 為包括無符號整型數組在內的現有數組類型新增的函數 `array.copyInto(targetArray, targetOffset, startIndex, endIndex)` 使在純 Kotlin 中實現基于數組的容器更容易。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val sourceArr = arrayOf("k", "o", "t", "l", "i", "n") val targetArr = sourceArr.copyInto(arrayOfNulls<String>(6), 3, startIndex = 3, endIndex = 6) println(targetArr.contentToString()) sourceArr.copyInto(targetArr, startIndex = 0, endIndex = 3) println(targetArr.contentToString()) //sampleEnd } ``` ## associateWith 一個很常見的情況是，有一個鍵的列表，希望通過將其中的每個鍵與某個值相關聯來構建映射。以前可以通過 `associate { it to getValue(it) }` 函數來實現，不過現在我們引入了一種更高效、更易讀的替代方式：`keys.associateWith { getValue(it) }`。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val keys = 'a'..'f' val map = keys.associateWith { it.toString().repeat(5).capitalize() } map.forEach { println(it) } //sampleEnd } ``` ## ifEmpty 與 ifBlank 函數 集合、映射、對象數組、字符序列以及序列現在都有一個 `ifEmpty` 函數，它可以指定一個備用值，當接收者為空容器時以該值代替接收者使用： ```kotlin fun main() { //sampleStart fun printAllUppercase(data: List<String>) { val result = data .filter { it.all { c -> c.isUpperCase() } } .ifEmpty { listOf("<no uppercase>") } result.forEach { println(it) } } printAllUppercase(listOf("foo", "Bar")) printAllUppercase(listOf("FOO", "BAR")) //sampleEnd } ``` 此外，字符序列與字符串還有一個 `ifBlank` 擴展，它與 `ifEmpty` 類似，只是會檢測字符串是否全部都是空白符而不只是空串。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val s = " \n" println(s.ifBlank { "<blank>" }) println(s.ifBlank { null }) //sampleEnd } ``` ## 反射中的密封類 我們在 `kotlin-reflect` 中添加了一個新的 API，可以列出密封（`sealed`）類的所有直接子類型，即`KClass.sealedSubclasses`。 ## 小改動 * `Boolean` 類型現在有伴生對象了。 * `Any?.hashCode()` 擴展函數對 `null` 返回 0。 * `Char` 現在提供了 `MIN_VALUE`/`MAX_VALUE` 常量。 * 原生類型伴生對象中的常量 `SIZE_BYTES` 與 `SIZE_BITS`。 # 工具 ## IDE 中的代碼風格支持 Kotlin 1.3 在 IDE 中引入了對[推薦代碼風格](http://www.kotlincn.net/docs/reference/coding-conventions.html)的支持。其遷移指南參見[這里](http://www.kotlincn.net/docs/reference/code-style-migration-guide.html)。 ## kotlinx.serialization [kotlinx.serialization](https://github.com/Kotlin/kotlinx.serialization) 是一個在 Kotlin 中為（反）序列化對象提供多平臺支持的庫。以前，它是一個獨立項目，不過自 Kotlin 1.3 起，它與其他編譯器插件一樣隨 Kotlin 編譯器發行版一起發行。其主要區別在于，無需人為關注序列化 IDE 插件與正在使用的 Kotlin IDE 插件是否兼容了：現在 Kotlin IDE 插件已經包含了序列化支持！ 詳見[這里](https://github.com/Kotlin/kotlinx.serialization#current-project-status)。 > 請注意，盡管 kotlinx.serialization 現在隨 Kotlin 編譯器發行版一起發行，但它仍是一個**實驗性的**特性。 ## 腳本更新 > 請注意，腳本支持是一項**實驗性的**特性，這意味著不會對 API 提供兼容性保證。 Kotlin 1.3 繼續發展與改進腳本 API，為腳本定制引入了一些實驗性支持，例如添加外部屬性、提供靜態或動態依賴等等。 關于其他細節，請參考 [KEEP-75](https://github.com/Kotlin/KEEP/blob/master/proposals/scripting-support.md)。 ## 草稿文件支持 Kotlin 1.3 引入了對可運行的*草稿文件（scratch files）*的支持。*草稿文件*是一個擴展名為 .kts 的 kotlin 腳本文件，可以在編輯器中直接運行并獲取求值結果。 更多細節請參考通用[草稿文件文檔](https://www.jetbrains.com/help/idea/scratches.html)。