四、Kotlin 表达式

1. 常量 & 变量

1.1 可读写变量（var）

var x = initValue // x 称为可读写变量

注意：当 var 声明的变量做成员属性时，默认提供 setter/getter 方法。

1.2 只读变量（val）

val x = initValue // x 称为只读变量

注意：

1. 当 val 声明的变量做成员属性时，默认只提供 getter 方法。
2. 当 val 声明的变量做全局变量或局部变量时，相当于 Java 中被 final 修饰的常量。

1.3 常量（const val）

const val x = initValue // x  称为常量

注意：

1. const 修饰的常量只能定义在全局范围内。
2. const 只能修饰基本类型的变量。
3. const 修饰的变量的初始值只能是字面量。

1.4 常量引用

常量引用即：使用 val 声明的类类型的变量。

val p = Person("xiaoming") 

其中：

1. Person 对象创建在堆区，变量 p 被 val 修饰，是一个常用引用。
2. 由于 p 是常用引用，所以不能修改 p 的指向，但可以修改 p 对象中的成员。

2. if-else 表达式

Java 中 if-else 只是一个语句，对应一个三目运算符 "?:" 构成的条件表达式 express ? statement1 : statement2

Kotlin 中 if-else 即是一个语句，又可以作为一个表达式使用。

所以 Kotlin 中没有三目运算符 "?:" 构成的条件表达式 express? statement1: statement2

// if-else 语句
if(express) {
    statement1
} else {
    statement2
}

// if-else 表达式
val x = if (express) statement1 else statement2 // if-else 表达式可以返回结果值

3. when 表达式

Kotlin 中的 when 表达式跟 while 循环语句没有任何关系。

3.1 Kotlin 中的 when 表达式相当于 Java 中的 switch 语句

Java 中：

swtich(a)  {
    case 0:
        c = 5
        break;
    case 1:
        c = 100
        break;
    default:
        c = 20;
}

Kotlin 中：

when(a) {
    0 -> c = 5
    1 -> c = 100
    else -> c = 20
}

其中：

1. value -> 相当于 Java 中的 case value:
2. else -> 相当于 Java 中的 default:
3. 省略了 break 语句

由于 when(condition){...} 是一个表达式，而表达式总会有结果值，所以还可以写成：

// "->" 后面的就是when表达式的结果值
c = when(a) {
    0 -> 5
    1 -> 100
    else -> 20
}

3.2 when 表达式的条件可以放到代码块的分支中

when {
    // 条件表达式 x is String 保证了 x 是不可空类型 String，所以 Kotlin 会把变量 x 智能转换为不可空类型 String
    x is String -> c = x.length 
    x == 1 -> c = 100
    else -> c = 20
}

同样地，由于 when 是一个表达式，会返回结果值，所以还可以写成：

c = when {
    x is String -> x.length
    x == 1 -> 100
    else -> 20
}

3.3 when 表达式的条件可以是一条赋值语句

c = when(val input = readLine()) { //变量 input 作为条件变量
    null -> 0  // input 为空时，when 表达式返回0
    else -> input.length // input 不为空时，when 表达式返回 input.length
}

4. try-catch 表达式

Kotlin 中的 try-catch 既可以作为语句，也可以作为表达式：

1. 作为 try-catch 语句时，用法基本同 Java 一样：

   try {
       c = a/b
   } catch (e: Exception) { // Kotlin中的参数声明一般是 "参数名: 参数类型"， Java中则是 "参数类型 参数名"
       e.printStackTrace()
       c = 0
   }

2. 作为 try-catch 表达式时，最后一条执行语句的结果作为返回结果值：

   c = try {
       a/b
   } catch (e: Exception) {
       e.printStackTrace()
       0
   }

5. 运算符重载

Kotlin 官方文档：https://kotlinlang.org/docs/operator-overloading.html

可重载的运算符仅限 Kotlin 官方文档中指定的运算符。

5.1 运算符重载函数定义

1. 运算符重载函数定义时需要加关键字 operator

2. 运算符重载函数可以是：全局函数、或成员方法、或扩展方法

3. 子类重写父类的运算符重载函数时，可以省略关键字 operator

5.2 运算符和运算符重载函数的对应关系

1. == 对应 equals

   "str1" == "str2"  <==>  "str1".equals("str2")

2. + 对应 plus

   a + b  <==>  a.plus(b)

3. in 对应 contains

   element in list  <==>  list.contains(element)

4. [] 对应 get

   val value = map[key]  <==>  val value = map.get(key)

5. [] 对应 set

   map[key] = value  <==>  map.set(key, value)

6. > 对应 compareTo

   a > b  <==>  a.compareTo(b) > 0  // <, >=, <= 与之类似

7. () 对应 invoke

   // func 为匿名函数
   val func = fun(p1: T1, p2: T2, ...): ReturnType {...}
   func(p1, p2, ...)  <==>  func.invoke(p1, p2, ...)

5.3 示例

6. 函数体只有一条表达式时的简写形式

当函数的函数体中仅有一条表达式语句时，可以简写成：

fun funName(p1: T1, p2: T2, ...): ReturnType = expresssion

7. 中缀表达式

中缀表达式对应一个被关键字 infix 修饰的函数。

关键字 infix 修饰的函数只能是成员方法或扩展方法。

示例 1：

/* 函数定义 */ 

// 函数体只有一个表达式 "Pair(this, that)", 所以可以写成简化形式
public infix fun <A, B> A.to(that: B): Pair<A, B> = Pair(this, that)  

/* 函数调用 */ 

// 其中，简化形式 2 to 3 称为中缀表达式
2 to 3  <==>  2.to(3)  

示例 2：

/* 函数定义 */ 
infix fun String.minus(len: Int): String = this.substring(len until length)

/* 函数调用 */ 

// 其中简化形式 "HelloKoltin" minus 5 称为中缀表达式
val str = "HelloKotlin" minus 5  <==>  val str = "HelloKotlin".minus(5)  

8. 匿名函数

对于普通函数：

// 其中 funName 称为函数名
fun funName(p1: T1, p2: T2, ...): ReturnType {...}  

对应的匿名函数为：

// 其中 funRef 是函数类型为 (T1, T2, ...) -> ReturnType 的变量，接收一个匿名函数的函数引用
val funRef = fun()(p1: T1, p2: T2, ...): ReturnType {...}  

9. Lambda 表达式

9.1 Java 中的 Lambda 表达式

9.1.1 什么是函数式接口

只有一个抽象方法的接口称为函数式接口，如 Runnable 接口（只有一个抽象方法 run）。

9.1.2 Java 中的 Lambda 表达式与函数式接口的关系

1. Java 中的 Lambda 表达式就是用来代替用于创建函数式接口对象的匿名内部类
2. Java 中的 Lambda 表达式其实就是函数式接口的抽象方法的匿名函数实现
3. Java 中的 Lambda 表达式的结果值就是一个函数式接口的实例对象

总的来说：Java 中的 Lambda 表达式其实就是一个匿名函数，这个匿名函数就是函数式接口的抽象方法。也就是说，Java 中的 Lambda 表达式就是在重写函数式接口的抽象方法。但是整个 Lambda 表达式的结果值，并不是函数式接口的抽象方法返回值，而是一个函数式接口的实例对象。

9.1.3 Java 中的 Lambda 表达式的使用场景

1. 将 Lambda 表达式赋给函数式接口类型的变量；

2. 将 Lambda 表达式作为函数式接口类型参数的实参；

3. 将 Lambda 表达式强制转换为函数式接口类型。

9.1.4 Java 中的 Lambda 表达式的语法

(T1 p1, T2 p2, ...) -> {...}  // 不需要显示指定返回值类型

特别地：

1. 考虑到 Lambda 表达式的使用场景，总能确定 Lambda 表达式对应的函数式接口，所以可以省略 Lambda 表达式的形参列表中的参数类型，即：

   (T1 p1, T2 p2, ...) -> {...}   <==>  (p1, p2, ...) -> {...}

2. 当形参列表只有一个参数时，可以省略括号 "()"，即：

   p1 -> {...}

3. 当形参列表没有参数时，不可以省略括号 "()"，即：

   () -> {...}

4. 当 Lambda 表达式中的函数体只有一条语句时，可以省略花括号 "{}"，即：

   (T1 p1, T2 p2, ...) -> statement

9.2 Kotlin 中的 Lambda 表达式

9.2.1 语法

{p1: T1, p2: T2, ... -> 
    statement1
    statement2
    ...
    statementN
}

注意：

1. 以上 Lambda 表达式对应一个函数类型为 (T1, T2, ...) -> ReturnType 的匿名函数。其中 ReturnType 由最后一条执行语句 statementN 的结果值确定。若 statementN 没有结果值，则 ReturnType 为 Unit。

2. Kotlin 的 Lambda 表达式的结果值是一个函数引用，所以可以将 Lambda 表达式赋给函数类型为 (T1, T2, ...) -> ReturnType 的变量。

3. 当显示指定了变量的函数类型时，Lambda 表达式的形参列表中的参数类型可以省略，如：

   val funRef: (T1, T2, ...) -> ReturnType = {p1, p2, ... ->
       statement1
       statement2
       ...
       statementN // 最后一条语句的结果值必须是ReturnType
   }

4. 当形参列表为空时，可以省略 "p1: T1, p2: T2, ... ->"，如：

   val funRef: () -> ReturnType = {
       statement1
       statement2
       ...
       statementN
   }

5. 当形参列表只有一个参数时，可以使用默认参数 it：

   val funRef: (T1) -> ReturnType = {
       // 虽然没有声明形参列表，但存在一个 T1 类型的默认参数 it
   }

6. 当存在一个函数，且函数形参列表的最后一个形参是函数类型，若调用该函数时，使用 Lambda 表达式作为最后一个函数类型形参的实参，则 Lambda 表达式可以写在函数调用运算符 "()" 的后面。

   特别地，当函数的形参列表只是一个函数类型的参数时，还可以省略函数调用运算符 "()"

9.2.2 Kotlin 中的 Lambda 表达式 & Java 中的 Lambda 表达式的区别

Java 中的 Lambda 表达式的结果值是一个函数式接口的实例对象。

Kotlin 中的 Lambda 表达式的结果值是一个匿名函数的函数引用。

Java 的 Lambda 表达式：

Runnable runable = () -> {
    // Java 的 Lambda表达式就是在重写 Runnable 接口的 run 方法
    ...
}

Kotlin 的 Lambda 表达式：

val funRef = {
    // Kotlin 的 Lambda 表达式就是一个匿名函数
    ...
}