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title: 'Kotlin 介紹 - 與 Java 基礎差異'
disqus: kyleAlien
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Kotlin 介紹 - 與 Java 基礎差異
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## Overview of Content
以下參考，第一行代碼 (第三版), Kotlin 進階實戰
如有引用參考本文章請詳註出處，感謝 :smile:
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* 如果喜歡讀更好看一點的網頁版本，可以到我新做的網站 [**DevTech Ascendancy Hub**](https://devtechascendancy.com/)
本篇文章對應的是 [**Kotlin 與 Java 比較 | Kotlin 生態、入門 | Kotlin 特點、基礎**](https://devtechascendancy.com/kotlin-vs-java-ecosystem-intro-features-basics/)
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[TOC]
## Kotlin 簡介
Kotlin 是由 [**JetBrains 公司**](https://www.jetbrains.com/zh-cn/company/) 開發與設計，2011 就已釋出第一個版本，並在 2012 年將其開源，2016 年 Kotlin 發布了正式 1.0 版，並在自家的 IDE 開發工具 `IntelliJIDEA` 加入該語言
**Kotlin 是基於 JVM 的語言**，所以它可以很好的跟 Java 相容，並且它不只可以開發 Android App 甚至可以開發後端服務、編譯成 JavaScript 程式
:::info
* Kotlin 是 JetBrains 團隊開發出來的程式語言，其取名也源自於 **聖彼得堡附近的 [柯特林島](https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/%E7%A7%91%E7%89%B9%E6%9E%97%E5%B3%B6)** （俄羅斯附近）
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### Kotlin 特性
* Kotlin 語言有以下幾個高級語言特性 (收集了各個語言的專長 （`Python`, `Java`, `C#`, `JavaScript`, `Scala`, `Groovy`... 等等)
1. **函數（方法）**：高階函數 & Lambda 表達式
2. **防止 `NPE`**：空類型，`Elvis` 表達式，Scope Function
3. **Lazy loading**：懶加載，在需要時才創建資源，並且 Lazy loading **默認執行序（線程）安全**
4. **DSL 編程**：如同 Groovy 一樣的 DSL 編程
5. **Thread 管理**：以往在 Java Multi Thread 中我們常常會耗費 CPU 時間來做上下文切換，而 **在 Kotlin 中，有開發 `Coroutine` library 幫助我們做快速的上下文切換**
:::success
* 關於 Kotlin 更多 Coroutine 的使用請看 [**Coroutine - 協程**](https://hackmd.io/ggeGXU86T1uzhN8rVD8MHQ)
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### Kotlin & JVM 虛擬機
* 在 Android Java 有使用版權問題（[**甲骨文、Google十年恩怨落幕！90億美元Java案大翻盤**](https://www.bnext.com.tw/article/62139/google-v-oracle-supreme-court-declares-fair?)），而 JVM 並沒有版權問題，這也就是為何 Kotlin 可以編譯出 Android 能夠接受的語言，其原因主要是因為 **JVM 透過翻譯字節碼（`Byte code`）來運行程式**，**而 Java、Kotlin 都是翻譯型語言，透過 JVM 翻譯過後都是相同的**
> 這是基於平台開發語言抽象化的優點，讓語言本身面向的是 JVM 虛擬機，只要編譯出 JVM 可識別的 `Byte code` 就可以在不同平台上運行
:::info
* **翻譯型 & 編譯型 ？**
> **`編譯型`**：典型的編譯型語言像是 C、C++ 都屬於編譯型語言，**它會針對當前的 CPU 編譯成對應的二進制文件**
> **`翻譯型`**：需要翻譯成第三方能夠看得懂的語言，再由第三方翻譯成二進制碼給 CPU 做程式運行，就像是 Java、Python 語言
兩者來說翻譯型語言的共通性較強，但相對的它的效率較低，它的特點剛好與編譯型語言相反
:::
編譯概念圖如下
> 
## Kotlin 發展
Kotlin 的發展以目前來看，是作為 **Java 的輔助、加強**（可從上面的輔助看出），不會完全的取代 Java
### Kotlin 生態圈
* Kotlin 目前已經是 Android App 開發的主流語言（官方推薦, [**Kotlin and Android**](https://developer.android.com/kotlin?hl=zh-tw)），除了一動端之外後端也可以很好的使用 Kotlin（後端開發常使用的 Spring 也推薦 Kotlin）
* Kotlin 不只可以編譯成 Java 語言，也可以直接編譯成 `Binary code` & `Js code`，對於跨平台編譯也佔據一席之地（[**kotlin multiplatform**](https://kotlinlang.org/docs/multiplatform.html)）
* Kotlin 支援多平台 & 語言，其中包括 `JVM`, `Android`, `iOS`, `JavaScript`, `Linux`, `Windows`, `Mac` 甚至嵌入式 `STM32`
:::success
* JetBrains 提供多平台開發 `Kotlin Multiplatform Mobile` (KMM)
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## 與 Java 基礎差異
* 程式執行主要分為三種方式執行（以程式結構化的概念去思考，分為三點去討論！）
1. **順序語句** : 如同 Java 是由上往下單句執行
2. **條件語句** : 條件判斷 `if/else`，**Kotlin 沒有 `switch` 關鍵字，並使用了 `when` 取代**
3. **循環語句** : `for/while` 條件循環
### Kotlin 變量宣告
* Java 中要定義一個遍量必須聲明變量的型態 (int a = 20)，Kotlin 宣告時只允許在變量前聲明 **var**、**val** 兩個關鍵字，並且有自動推倒的特性
| kotlin 變量關鍵字 | 與 Java 比對 | 舉例 |
| -------- | -------- | -------- |
| var | 該變量可改變 | var A |
| val | 如同**在變量前使用 final 描述**，說明該變量是不可改變的 | val B |
* 先說明幾個特性 ^1.^ **Kotlin 結語不需使用 `;` 分號**、^2.^ Kotlni 類型可以**自動推倒** (也可以自行設定)
```kotlin=
// 包名不建議大寫開頭
package class_1
/**
* 變數 & 型態
* 變數皆使用 var、val 定義
* var : 可變參數
* val : 不可變參數，其功能是為了解決 Java 中 final 不常被使用的問題
*/
fun main() {
println("Hello Kotlin!") // 結束不須分號
var a = 10
a = 15
// a = "Boy"; Err: var 推導後類型不可變
println("a = $a");
val b = 20
// b = 25 Err: val 描述後不可再賦值, Val cannot be reassigned
println("b = $b");
var c : Int = 30 // ':' 類型指定
c = 33
println("c = $c");
var d : Short = 1 // Kotlin 完全秉棄了 Java 的基礎類型，"全部皆為對象"，基礎數據類型全部大寫
d = 11
println("d = $d");
}
```
:::warning
* 關鍵字、自動推倒，要注意幾點：
1. **`var` 類型推導完成後，不可再賦予其他類型**
2. `val` 必須賦予值，並且不能再對其變量進行更改，否則編譯器會提是 `Val cannot be reassigned` 錯誤
3. 自動推導並非每次都有用，若是我們對一個變量延遲賦值，Kotlin 就無法自動推倒其類型，這時可以使用 `:` 指定
```kotlin=
// lateinit 延遲初始化，就必須指定參數類型
lateinit var name: String
```
4. **Kotlin 內所的事物皆為對象**，也就是 **沒有基礎數據類型** (其實也就是將 Java 每一個數據類型開頭改為大寫)
| Java 基礎數據類型 | Kotlin 對象數據類型 |
| -------- | -------- |
| boolean | Boolean |
| char | Char |
| byte | Boolean |
| short | Short |
| int | Int |
| long | Long |
| float | Float |
| double | Double |
:::
**--實作結果--**
> 
:::success
* **為何設計 `val` 關鍵字**
**`val` 的設計是為了解決 ++Java 中 final 描述詞沒有被正當使用的情況++**；一般來說 **類、變量若是沒有被使用應該都宣告為 final，以免被誤用**，這是一個好習慣
:::
### if / else & when 判斷
* 以下會先說 if 與 Java 不同的使用地方，其最大的不同在於 **Kotlin 的 if 可以直接返回數值，並且不需要 return 關鍵字**
* **when 作為取代 switch 的關鍵字**，並且 Kotlin 對其功能進行了拓展，可以搭配 `is` 使用在類的判斷相當於 java instanceof (取代 case，並 **省略了 break 關鍵字**)，並且最後使用 else (取代 default)
1. **`if/else` 判斷**
```kotlin=
// Kotlin's if 可使用如同 Java's if
fun useIf(n1: Int, n2: Int) : String {
var result = ""
if (n1 > n2) {
result = "$n1 is Bigger"
} else {
result = "$n2 is Bigger"
}
return result
}
// Kotlin's if 可以有返回值!!
// 該返回值在代碼中的最後一行 (不須 return
fun useIfDiff(n1: Int, n2: Int) : String {
return if (n1 > n2) {
"$n1 is Bigger"
} else {
return "$n2 is Bigger" // return 可有可無
}
}
fun useIfSimple(n1: Int, n2: Int) = if (n1 > n2) {
"$n1 is Bigger"
} else {
"$n2 is Bigger" // return 不可以用在 = 符號
}
```
2. **`when` 代替 `switch`**
when 語句如同 if 是可以有返回值
> 
```kotlin=
fun useWhenSimple(id: Int) = when(id) {
1 -> "A"
2 -> { // 超過一行時使用大括號
"B"
}
3 -> "C"
else -> "Non" // like default
}
// when 可以配合 is 一起使用，相當於 Java 的 instanceof
fun useIs(id: Number) : Unit = when(id) {
is Int -> println("Params is Int")
is Double -> println("Params is Double")
is Float -> println("Params is Float")
else -> println("Cannot decide Type")
}
// 若要直接使用參數判斷，when 就不需要括弧，並且可以 對關鍵字進行操作
fun useWhenWithParams(id: Number) = when {
id is Byte -> println("Params is Int")
id == 11 -> println("Params is 11")
id == 11.1 -> println("Params is 11.1")
id.toFloat() == 1.0f -> {
println("Params is 1.0f")
}
else -> println("Cannot decide Type")
}
```
:::warning
* `==` 符號在 Java 中是用來判斷兩個內存地址是否相同，而 Kotlin `==` 符號則是判斷對象、字串是否相同，相當於 equals 的方法
| 功能 | Java 關鍵字 | Kotlin 關鍵字 |
| -------- | -------- | -------- |
| 對象是否相等 (內容) | `equals` | `==` |
| 內存（記憶體）地址是否相等 | `==` | `===` |
```kotlin=
package class_1
fun main() {
val a : String = "Hello"
val b : String = String(StringBuffer("Hello"))
println("a.equals(b): ${a.equals(b)}")
println("a == b: ${a == b}")
println("a === b: ${a === b}")
}
```
> 
:::
3. 測試順序語句、條件語句、循環語句
```kotlin=
package class_1
/**
* 程式的運營主要有三種型語句
* 1. 順序語句 (執行程式的順序
* 2. 條件語句 (if/else、when
* 3. 循環語句 (for、while
*/
fun main() {
var r = useIf(11, 2)
println("Answer: $r")
r = useIfDiff(11, 22)
println("Answer: $r")
r = useIfSimple(33, 22)
println("Answer: $r")
// --------------------------------------------
r = useWhenSimple(3)
println("When(id): $r")
useIs(12.3f)
useWhenWithParams(11)
useWhenWithParams(1.0)
}
```
> 
### 循環 & 區間 - 語法糖
* Kotlin 語言的特色之一，就是它有提供一系列優秀的「語法糖」，可以 **有利於開發速度、可讀性**！以下是 Kotlin 常用的 循環 & 區間 的關鍵字
| 關鍵字(符號) | 功能 |
| -------- | -------- |
| until | 同樣是個區間，但是不包含最後一個元素 (左閉右開) |
| in | 判斷是否符合在區間內，會配合著 `..` 一起使用 (類似 Python) |
| `..` | 區間，**包含最後一個數字** (`until` 則不包含) |
| step | 前進的數量 |
| downTo | 前面都是升序，`downTo` 則是降序讀取 |
```kotlin=
/**
* 循環: Kotlin 也提供 for & while
* while 與 Java、C、C++ 相同
* for-i 轉為 foreach，並大幅增強改變為 for-in
*
* 區間: 使用關鍵字 `..` 可以表示數值的區間 (小到大)
* 用數學的表達方式就是 [0, 10]
*/
fun main() {
println("3 in 0..10: ${3 in 0..10}")
// 以下如同 [0, 2, 4, 6, 8. 10]
println("3 in 0..10 step 2: ${3 in 0..10 step 2}") // false
// 以下如同 [0, 3, 6, 9]
println("3 in 0..10 step 3: ${3 in 0..10 step 3}") // true
// 以下如同 [10, 7, 4, 1]
println("4 in 10 downTo 0 step 3: ${4 in 10 downTo 0 step 3}") // true
useForIn()
useForInStep()
useForInUntil()
useForInDownTo()
}
fun useForIn() {
for (i in 0 .. 5) {
println("$i")
}
}
fun useForInStep() {
for (i in 0 .. 5 step 2) { // 一次前進 2
println("Step: $i")
}
}
// 達成左閉右開
fun useForInUntil() {
for (i in 0 until 5) { // 當然可以與 step 結合 (0 ~ 4)
println("until: $i")
}
}
// 區間 `..` & Until 都是 "升序"，downTo 則是降序
fun useForInDownTo() {
for (i in 5 downTo 0 step 2) { // 區間 [10,0]，並配合 step 使用
println("downTo: $i")
}
}
```
> 
:::info
* 指定次數的 For 迴圈會使用 `in` + `until`
```kotlin=
fun forControl(times : Int = 10) {
for (i in 0 until times) {
// TODO:
}
}
```
:::
### tag 標籤 - @
* 上面的循環語句可以配合標籤一起使用；一般來說跳出迴圈必須使用 `break`，在 Kotlin 中也可以使用「**標籤**」來代替；**標籤的功能就像是 C/C++ 的 `goto` 一般**，可以直接轉會到那一行
> 標籤格式： `<標籤名稱>@`
```java=
package class_1
fun main() {
customFor()
println()
kotlinTag()
}
// 傳統 for 用法
fun customFor() {
for(i in 0..5) {
println("customFor i: $i")
for (j in 0..5) {
if (i == 2) {
println("Till 2 use break")
break
}
}
if(i == 4) break
}
}
/**
* 使用標籤達到相同的效果
*/
fun kotlinTag() {
// 標籤
Hi@ for(i in 0..5) {
println("kotlinTag i: $i")
Tag@for (j in 0..5) {
if (i == 2) {
println("Till 2 use Break & Tag")
break@Tag // 跳出 tag 標籤
}
}
if(i == 4) break@Hi
}
}
```
**--實作結果--**
> 
:::info
* **Class 類就自帶標籤，++標籤與類同名++**，範例如下
```java=
class PC {
var CPU = "Intel-core-i5";
var ram = 16;
fun info2() {
// 返回 this@PC，也就是 PC 類
println("Cpu: ${this@PC.CPU}, ram: ${this@PC.CPU}")
}
}
```
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## 更多的 Kotlin 語言相關文章
在這裡，我們提供了一系列豐富且深入的 Kotlin 語言相關文章，涵蓋了從基礎到進階的各個方面。讓我們一起來探索這些精彩內容！
### Kotlin 語言基礎
* **Kotlin 語言基礎**：想要建立堅實的 Kotlin 基礎？以下這些文章將帶你深入探索 Kotlin 的關鍵基礎和概念，幫你打造更堅固的 Kotlin 語言基礎
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* [**Kotlin 函數、類、屬性 | DataClass、Sealed、Object 關鍵字 | Enum、Companion、NPE**](https://devtechascendancy.com/kotlin-functions_oop_dataclass_sealed_object/)
* [**深入探究 Kotlin 與 Java 泛型：擦除、取得泛型類型、型變、投影 | 協變、逆變**](https://devtechascendancy.com/explore-kotlin-java-generics_type_erasure/)
* [**深入 Kotlin 函數特性：Inline、擴展、標準函數全解析 | 提升程式碼效能與可讀性**](https://devtechascendancy.com/kotlin_inline_extensions_standards-func/)
* [**Kotlin DSL、操作符、中綴表達式 Infix | DSL 詳解 | DSL 設計與應用**](https://devtechascendancy.com/kotlin-dsl-operators-infix-explained/)
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### Kotlin 特性、特點
* **Kotlin 特性、特點**：探索 Kotlin 的獨特特性和功能，加深對 Kotlin 語言的理解，並增強對於語言特性的應用
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* [**Kotlin 代理與懶加載機制：使用、lazy 深度解析**](https://devtechascendancy.com/kotlin-delegate_java-proxy_lateinit_lazy/)
* [**Kotlin Lambda 編程 & Bytecode | Array & Collections 集合 | 集合函數式 API**](https://devtechascendancy.com/kotlin-lambda-bytecode-array-collections-functional/)
* [**深入理解 Kotlin：智能推斷與 Contact 規則**](https://devtechascendancy.com/kotlin-smart-inference-contract-rules-guide/)
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### Kotlin 進階：協程、響應式、異步
* **Kotlin 進階：協程、響應式、異步**：若想深入學習 Kotlin 的進階主題，包括協程應用、Channel 使用、以及 Flow 的探索，請查看以下文章
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* [**應用 Kotlin 協程：對比 Thread、創建協程、任務掛起 | Dispatcher、CoroutineContext、CoroutineScope**](https://devtechascendancy.com/applied-kotlin-coroutines-in-depth-guide/)
* [**Kotlin Channel 使用介紹 | Select、Actor | 生產者消費者**](https://devtechascendancy.com/kotlin-channel_select_actor_cs/)
* [**探索 Kotlin Flow：基本使用、RxJava 對比、背壓機制 | Flow 細節**](https://devtechascendancy.com/kotlin-flow-usage_compare-rx_backpressure/)
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## Appendix & FAQ
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###### tags: `Kotlin`
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