基本類型 · Kotin知識點難點歸納總結

# 基本類型在 Kotlin 中，所有東西都是對象，在這個意義上講我們可以在任何變量上調用成員函數與屬性。一些類型可以有特殊的內部表示——例如，數字、字符以及布爾值可以在運行時表示為原生類型值，但是對于用戶來說，它們看起來就像普通的類。在本節中，我們會描述 Kotlin 中使用的基本類型：數字、字符、布爾值、數組與字符串。 [TOC] ## 數字 Kotlin 提供了一組表示數字的內置類型。對于整數，有四種不同大小的類型，因此值的范圍也不同。 | 類型 | 大小（比特數）| 最小值 | 最大值 | |--------|---------------|--------|------- | | Byte | 8 |-128 |127 | | Short | 16 |-32768 |32767 | | Int | 32 |-2,147,483,648 (-231)| 2,147,483,647 (231 - 1)| | Long | 64 |-9,223,372,036,854,775,808 (-263)|9,223,372,036,854,775,807 (263 - 1)| 所有以未超出 `Int` 最大值的整型值初始化的變量都會推斷為 `Int` 類型。如果初始值超過了其最大值，那么推斷為 `Long` 類型。如需顯式指定 `Long` 型值，請在該值后追加 `l` 或 `L` 后綴。 ```kotlin val one = 1 // Int val threeBillion = 3000000000 // Long val oneLong = 1L // Long val oneByte: Byte = 1 ``` 對于浮點數，Kotlin 提供了 `Float` 與 `Double` 類型。根據 [IEEE 754 標準](https://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_754)，兩種浮點類型的*十進制位數*（即可以存儲多少位十進制數）不同。`Float` 反映了 IEEE 754 *單精度*，而 `Double` 提供了*雙精度*。 | 類型 | 大小（比特數）| 有效數字比特數 | 指數比特數 | 十進制位數 | |--------|---------------|--------------- |------------|------------| | Float | 32 |24 |8 |6-7 | | Double | 64 |53 |11 |15-16 | 對于以小數初始化的變量，編譯器會推斷為 `Double` 類型。如需將一個值顯式指定為 `Float` 類型，請添加 `f` 或 `F` 后綴。如果這樣的值包含多于 6～7 位十進制數，那么會將其舍入。 ```kotlin val pi = 3.14 // Double val e = 2.7182818284 // Double val eFloat = 2.7182818284f // Float，實際值為 2.7182817 ``` 請注意，與一些其他語言不同，Kotlin 中的數字沒有隱式拓寬轉換。例如，具有 `Double` 參數的函數只能對 `Double` 值調用，而不能對 `Float`、`Int` 或者其他數字值調用。 ```kotlin fun main() { fun printDouble(d: Double) { print(d) } val i = 1 val d = 1.1 val f = 1.1f printDouble(d) // printDouble(i) // 錯誤：類型不匹配 // printDouble(f) // 錯誤：類型不匹配 } ``` 如需將數值轉換為不同的類型，請使用[顯示轉換](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E6%98%BE%E5%BC%8F%E8%BD%AC%E6%8D%A2)。 ### 字面常量數值常量字面值有以下幾種: * 十進制: `123` * Long 類型用大寫 `L` 標記: `123L` * 十六進制: `0x0F` * 二進制: `0b00001011` 注意: 不支持八進制 Kotlin 同樣支持浮點數的常規表示方法: * 默認 double：`123.5`、`123.5e10` * Float 用 `f` 或者 `F` 標記: `123.5f` ### 數字字面值中的下劃線（自 1.1 起）你可以使用下劃線使數字常量更易讀： ```kotlin 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 平臺數字是物理存儲為 JVM 的原生類型，除非我們需要一個可空的引用（如 `Int?`）或泛型。后者情況下會把數字裝箱。 >[info]注意：數字裝箱不一定保留同一性: ```kotlin fun main() { //sampleStart val a: Int = 10000 println(a === a) // 輸出“true” val boxedA: Int? = a val anotherBoxedA: Int? = a println(boxedA === anotherBoxedA) // ！！！輸出“false”！！！ //sampleEnd } ``` 另一方面，它保留了相等性: ```kotlin fun main() { //sampleStart val a: Int = 10000 println(a == a) // 輸出“true” val boxedA: Int? = a val anotherBoxedA: Int? = a println(boxedA == anotherBoxedA) // 輸出“true” //sampleEnd } ``` ### 顯式轉換由于不同的表示方式，較小類型并不是較大類型的子類型。如果它們是的話，就會出現下述問題： ```kotlin // 假想的代碼，實際上并不能編譯： val a: Int? = 1 // 一個裝箱的 Int (java.lang.Integer) val b: Long? = a // 隱式轉換產生一個裝箱的 Long (java.lang.Long) print(b == a) // 驚！這將輸出“false”鑒于 Long 的 equals() 會檢測另一個是否也為 Long ``` 所以相等性會在所有地方悄無聲息地失去，更別說同一性了。因此較小的類型**不能**隱式轉換為較大的類型。這意味著在不進行顯式轉換的情況下我們不能把 `Byte` 型值賦給一個 `Int` 變量。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val b: Byte = 1 // OK, 字面值是靜態檢測的 val i: Int = b // 錯誤 //sampleEnd } ``` 我們可以顯式轉換來拓寬數字 ```kotlin fun main() { val b: Byte = 1 //sampleStart val i: Int = b.toInt() // OK：顯式拓寬 print(i) //sampleEnd } ``` 每個數字類型支持如下的轉換: * `toByte(): Byte` * `toShort(): Short` * `toInt(): Int` * `toLong(): Long` * `toFloat(): Float` * `toDouble(): Double` * `toChar(): Char` 缺乏隱式類型轉換很少會引起注意，因為類型會從上下文推斷出來，而算術運算會有重載做適當轉換，例如： ```kotlin val l = 1L + 3 // Long + Int => Long ``` ### 運算 Kotlin支持數字運算的標準集，運算被定義為相應的類成員（但編譯器會將函數調用優化為相應的指令）。參見[運算符重載](http://www.kotlincn.net/docs/reference/operator-overloading.html)。對于位運算，沒有特殊字符來表示，而只可用中綴方式調用命名函數，例如: ```kotlin val x = (1 shl 2) and 0x000FF000 ``` 這是完整的位運算列表（只用于 `Int` 與 `Long`）： * `shl(bits)` – 有符號左移 * `shr(bits)` – 有符號右移 * `ushr(bits)` – 無符號右移 * `and(bits)` – 位**與** * `or(bits)` – 位**或** * `xor(bits)` – 位**異或** * `inv()` – 位非 ### 浮點數比較本節討論的浮點數操作如下： * 相等性檢測：`a == b` 與 `a != b` * 比較操作符：`a < b`、 `a > b`、 `a <= b`、 `a >= b` * 區間實例以及區間檢測：`a..b`、 `x in a..b`、 `x !in a..b` 當其中的操作數 `a` 與 `b` 都是靜態已知的 `Float` 或 `Double` 或者它們對應的可空類型（聲明為<該類型，或者推斷為該類型，或者[智能類型轉換](http://www.kotlincn.net/docs/reference/typecasts.html#%E6%99%BA%E8%83%BD%E8%BD%AC%E6%8D%A2)的結果是該類型），兩數字所形成的操作或者區間遵循 IEEE 754 浮點運算標準。然而，為了支持泛型場景并提供全序支持，當這些操作數**并非**靜態類型為浮點數（例如是 `Any`、 `Comparable<……>`、類型參數）時，這些操作使用為 `Float` 與 `Double` 實現的不符合標準的 `equals` 與 `compareTo`，這會出現： * 認為 `NaN` 與其自身相等 * 認為 `NaN` 比包括正無窮大（`POSITIVE_INFINITY`）在內的任何其他元素都大 * 認為 `-0.0` 小于 `0.0` ## 字符字符用 `Char` 類型表示。它們不能直接當作數字 ```kotlin fun check(c: Char) { if (c == 1) { // 錯誤：類型不兼容 // …… } } ``` 字符字面值用單引號括起來: `'1'`。特殊字符可以用反斜杠轉義。支持這幾個轉義序列：`\t`、 `\b`、`\n`、`\r`、`\'`、`\"`、`\\` 與 `\$`。編碼其他字符要用 Unicode 轉義序列語法：`'\uFF00'`。我們可以顯式把字符轉換為 `Int` 數字： ```kotlin fun decimalDigitValue(c: Char): Int { if (c !in '0'..'9') throw IllegalArgumentException("Out of range") return c.toInt() - '0'.toInt() // 顯式轉換為數字 } ``` 當需要可空引用時，像數字、字符會被裝箱。裝箱操作不會保留同一性。 ## 布爾布爾用 `Boolean` 類型表示，它有兩個值：*true*與 *false*。若需要可空引用布爾會被裝箱。內置的布爾運算有： * `||` – 短路邏輯或 * `&&` – 短路邏輯與 * `!` - 邏輯非 ## 數組數組在 Kotlin 中使用 `Array` 類來表示，它定義了 `get` 與 `set` 函數（按照運算符重載約定這會轉變為 `[]`）以及 `size` 屬性，以及一些其他有用的成員函數： ```kotlin class Array<T> private constructor() { val size: Int operator fun get(index: Int): T operator fun set(index: Int, value: T): Unit operator fun iterator(): Iterator<T> // …… } ``` 我們可以使用庫函數 `arrayOf()` 來創建一個數組并傳遞元素值給它，這樣 `arrayOf(1, 2, 3)` 創建了 array `[1, 2, 3]`。或者，庫函數 `arrayOfNulls()` 可以用于創建一個指定大小的、所有元素都為空的數組。另一個選項是用接受數組大小以及一個函數參數的 `Array` 構造函數，用作參數的函數能夠返回給定索引的每個元素初始值： ```kotlin fun main() { //sampleStart // 創建一個 Array<String> 初始化為 ["0", "1", "4", "9", "16"] val asc = Array(5) { i -> (i * i).toString() } asc.forEach { println(it) } //sampleEnd } ``` 如上所述，`[]` 運算符代表調用成員函數 `get()` 與 `set()`。 Kotlin 中數組是*不型變的（invariant）*。這意味著 Kotlin 不讓我們把 `Array<String>`賦值給 `Array<Any>`，以防止可能的運行時失敗（但是你可以使用 `Array<out Any>`,參見[類型投影](http://www.kotlincn.net/docs/reference/generics.html#%E7%B1%BB%E5%9E%8B%E6%8A%95%E5%BD%B1)）。 ### 原生類型數組 Kotlin 也有無裝箱開銷的專門的類來表示原生類型數組: `ByteArray`、`ShortArray`、`IntArray` 等等。這些類與 `Array` 并沒有繼承關系，但是它們有同樣的方法屬性集。它們也都有相應的工廠方法: ```kotlin val x: IntArray = intArrayOf(1, 2, 3) x[0] = x[1] + x[2] ``` ```kotlin // Array of int of size 5 with values [0, 0, 0, 0, 0] val arr = IntArray(5) // e.g. initialise the values in the array with a constant // Array of int of size 5 with values [42, 42, 42, 42, 42] val arr = IntArray(5) { 42 } // e.g. initialise the values in the array using a lambda // Array of int of size 5 with values [0, 1, 2, 3, 4] (values initialised to their index value) var arr = IntArray(5, { it * 1 }) ``` ## 無符號整型 > 無符號類型自 Kotlin 1.3 起才可用，并且目前是*實驗性的*。詳見[下文](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 為無符號整數引入了以下類型： * `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 無符號類型支持其對應有符號類型的大多數操作。 > 請注意，將類型從無符號類型更改為對應的有符號類型（反之亦然）是*二進制不兼容*變更無符號類型是使用另一個實驗性特性（即[內聯類](http://www.kotlincn.net/docs/reference/inline-classes.html)）實現的。 ### 特化的類與原生類型相同，每個無符號類型都有相應的為該類型特化的表示數組的類型： * `kotlin.UByteArray`: 無符號字節數組 * `kotlin.UShortArray`: 無符號短整型數組 * `kotlin.UIntArray`: 無符號整型數組 * `kotlin.ULongArray`: 無符號長整型數組與有符號整型數組一樣，它們提供了類似于 `Array` 類的 API 而沒有裝箱開銷。此外，[區間與數列](http://www.kotlincn.net/docs/reference/ranges.html)也支持 `UInt` 與 `ULong`（通過這些類 `kotlin.ranges.UIntRange`、`kotlin.ranges.UIntProgression`、 `kotlin.ranges.ULongRange`、 `kotlin.ranges.ULongProgression`） ### 字面值為使無符號整型更易于使用，Kotlin 提供了用后綴標記整型字面值來表示指定無符號類型（類似于 Float/Long）： * 后綴 `u` 與 `U` 將字面值標記為無符號。確切類型會根據預期類型確定。如果沒有提供預期的類型，會根據字面值大小選擇 `UInt` 或者 `ULong` ```kotlin val b: UByte = 1u // UByte，已提供預期類型 val s: UShort = 1u // UShort，已提供預期類型 val l: ULong = 1u // ULong，已提供預期類型 val a1 = 42u // UInt：未提供預期類型，常量適于 UInt val a2 = 0xFFFF_FFFF_FFFFu // ULong：未提供預期類型，常量不適于 UInt ``` * 后綴 `uL` 與 `UL` 顯式將字面值標記為無符號長整型。 ```kotlin val a = 1UL // ULong，即使未提供預期類型并且常量適于 UInt ``` ### 無符號整型的實驗性狀態無符號類型的設計是實驗性的，這意味著這個特性改進很快并且沒有給出兼容性保證。當在 Kotlin 1.3+ 中使用無符號算術時，會報出警告表明這個特性是實驗性的。如需移除警告，必須選擇加入（opt-in）無符號類型的實驗性使用。選擇加入無符號整型有兩種可行的方式：將 API 標記為實驗性的，或者無需標記。 - 如需傳播實驗性，要么使用 `@ExperimentalUnsignedTypes` 標注使用了無符號整型的聲明，要么將 `-Xexperimental=kotlin.ExperimentalUnsignedTypes` 傳給編譯器（請注意，后者會使所編譯的模塊內的*所有*聲明都具實驗性） - 如需選擇加入而不傳播實驗性，要么使用 `@UseExperimental(ExperimentalUnsignedTypes::class)` 注解標注聲明，要么將 `-Xuse-experimental=kotlin.ExperimentalUnsignedTypes` 傳給編譯器你的客戶是否必須選擇使用你的 API 取決于你，不過請記住，無符號整型是一個實驗性特性，因此使用它們的 API 可能會因語言的變更而發生突然破壞。技術細節也參見實驗性 API [KEEP](https://github.com/Kotlin/KEEP/blob/master/proposals/experimental.md)。 ### 深入探討關于技術細節與深入探討請參見[無符號類型的語言提案](https://github.com/Kotlin/KEEP/blob/master/proposals/unsigned-types.md)。 ## 字符串字符串用 `String` 類型表示。字符串是不可變的。字符串的元素——字符可以使用索引運算符訪問: `s[i]`。可以用 *for* 循環迭代字符串: ```kotlin fun main() { val str = "abcd" //sampleStart for (c in str) { println(c) } //sampleEnd } ``` 可以用 `+` 操作符連接字符串。這也適用于連接字符串與其他類型的值，只要表達式中的第一個元素是字符串： ```kotlin fun main() { //sampleStart val s = "abc" + 1 println(s + "def") //sampleEnd } ``` 請注意，在大多數情況下，優先使用[字符串模板](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E5%AD%97%E7%AC%A6%E4%B8%B2%E6%A8%A1%E6%9D%BF)或原始字符串而不是字符串連接。 ### 字符串字面值 Kotlin 有兩種類型的字符串字面值: 轉義字符串可以有轉義字符，以及原始字符串可以包含換行以及任意文本。以下是轉義字符串的一個示例: ```kotlin val s = "Hello, world!\n" ``` 轉義采用傳統的反斜杠方式。參見上面的 [字符](http://www.kotlincn.net/docs/reference/basic-types.html#%E5%AD%97%E7%AC%A6) 查看支持的轉義序列。 *原始字符串* 使用三個引號（`"""`）分界符括起來，內部沒有轉義并且可以包含換行以及任何其他字符: ```kotlin val text = """ for (c in "foo") print(c) """ ``` 你可以通過 [`trimMargin()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.text/trim-margin.html) 函數去除前導空格： ```kotlin val text = """ |Tell me and I forget. |Teach me and I remember. |Involve me and I learn. |(Benjamin Franklin) """.trimMargin() ``` 默認 `|` 用作邊界前綴，但你可以選擇其他字符并作為參數傳入，比如 `trimMargin(">")`。 ### 字符串模板字符串字面值可以包含*模板表達式* ，即一些小段代碼，會求值并把結果合并到字符串中。模板表達式以美元符（`$`）開頭，由一個簡單的名字構成: ```kotlin fun main() { //sampleStart val i = 10 println("i = $i") // 輸出“i = 10” //sampleEnd } ``` 或者用花括號括起來的任意表達式: ```kotlin fun main() { //sampleStart val s = "abc" println("$s.length is ${s.length}") // 輸出“abc.length is 3” //sampleEnd } ``` 原始字符串與轉義字符串內部都支持模板。如果你需要在原始字符串中表示字面值 `$` 字符（它不支持反斜杠轉義），你可以用下列語法： ```kotlin val price = """ ${'$'}9.99 """ ```