Kotlin 之 when 表达式

Kotlin 的 when 表达式是一种强大的条件控制结构，可以替代传统的 switch-case 语句，并支持更灵活的条件匹配逻辑。以下是其核心特性及用法：

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‌一、基础语法与对比‌

1. ‌与 Java switch 的对比‌

‌特性‌	‌**Kotlin when**‌	‌**Java switch**‌
‌支持类型‌	任意类型（包括非枚举、非整型）	仅支持整型、枚举、字符串（Java 7+）
‌分支条件‌	可为表达式（如范围、类型、复杂逻辑）	仅常量值
‌默认分支‌	可选的 else（作为表达式时需覆盖所有情况）	必须显式处理未覆盖情况或使用 default
‌返回值‌	可作为表达式返回值	仅流程控制，无返回值

2. ‌基本语法‌

// 作为表达式（必须有 else）
val result = when (input) {
    1 -> "One"
    2 -> "Two"
    else -> "Unknown"
}

// 作为语句（else 可选）
when (x) {
    0 -> println("Zero")
    1 -> println("One")
    else -> println("Other")
}

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‌二、高级匹配模式‌

1. ‌多条件匹配‌

使用逗号 , 或 in 合并多个条件：

when (value) {
    0, 1 -> "Binary digit"     // 匹配 0 或 1
    in 2..10 -> "Single digit" // 匹配 2~10
    is String -> "String type"  // 类型匹配
    else -> "Unknown"
}

2. ‌类型检查与智能转换‌

结合 is 进行类型判断后，自动完成类型转换：

fun process(obj: Any) = when (obj) {
    is Int -> "Int: ${obj * 2}"       // obj 自动转为 Int
    is String -> "String: ${obj.length}" // obj 自动转为 String
    else -> "Unknown type"
}

3. ‌无参数模式‌

当 when 不传参数时，每个分支条件需为布尔表达式：

when {
    score >= 90 -> "A"
    score >= 80 -> "B"
    score >= 60 -> "C"
    else -> "D"
}

4. ‌结合范围（Range） ‌

使用 in 或 !in 检查值是否在区间内：

val temperature = 25
val status = when (temperature) {
    in -10..0 -> "Freezing"
    in 1..15 -> "Cold"
    in 16..25 -> "Warm"
    else -> "Hot"
}

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‌三、与密封类（Sealed Class）结合‌

when 可强制覆盖密封类的所有子类，避免遗漏分支（无需 else）：

sealed class Result {
    data class Success(val data: String) : Result()
    data class Error(val message: String) : Result()
}

fun handleResult(result: Result) = when (result) {
    is Result.Success -> "Data: ${result.data}"
    is Result.Error -> "Error: ${result.message}"
    // 无需 else，因密封类已覆盖所有可能
}

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‌四、性能优化与注意事项‌

1. ‌分支顺序 ‌

   将高频匹配条件放在前面，减少不必要的检查。例如：

   when (statusCode) {
       200 -> handleSuccess()
       404 -> handleNotFound()
       else -> handleError() // 低频错误统一处理
   }

2. ‌编译优化 ‌

   Kotlin 编译器将 when 转换为高效的跳转表（类似 switch 的 tableswitch），尤其在匹配整数常量时性能接近原生 switch。

3. ‌避免复杂条件 ‌

   若分支逻辑过于复杂，优先将其封装为独立函数或使用策略模式替代。

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‌五、实际应用场景‌

1. ‌**替代多层 if-else**‌

简化复杂的条件链：

// 传统 if-else
if (user.role == "Admin") { ... }
else if (user.role == "Editor" && user.isActive) { ... }
else { ... }

// 使用 when 更清晰
when {
    user.role == "Admin" -> ...
    user.role == "Editor" && user.isActive -> ...
    else -> ...
}

2. ‌处理枚举类型‌

清晰匹配枚举值：

enum class Direction { NORTH, SOUTH, EAST, WEST }

fun move(direction: Direction) = when (direction) {
    Direction.NORTH -> "Move up"
    Direction.SOUTH -> "Move down"
    Direction.EAST, Direction.WEST -> "Move horizontally"
}

3. ‌Android 开发中的典型用法‌

处理点击事件或状态：

override fun onClick(view: View) {
    when (view.id) {
        R.id.btn_submit -> submitForm()
        R.id.btn_cancel -> closeActivity()
        R.id.btn_retry -> loadData()
    }
}

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‌六、常见错误与解决‌

1. ‌缺少 else 分支（作为表达式时） ‌

   val value = when (input) {  // 编译错误：缺少 else
       1 -> "One"
   }

2. ‌类型匹配后未自动转换 ‌

   确保使用 is 后直接访问类型属性：

   kotlinCopy Code
   when (obj) {
       is String -> println(obj.length) // 正确：obj 自动转为 String
       is Int -> println(obj + 1)       // 正确：obj 自动转为 Int
   }

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补充

Kotlin的 if 是表达式 有返回值的

‌总结‌

Kotlin 的 when 表达式通过以下特性显著提升代码质量：

• ‌灵活性‌：支持任意条件表达式、类型检查及范围匹配。
• ‌安全性‌：强制覆盖密封类所有子类，减少逻辑遗漏。
• ‌简洁性 ‌：替代多层 if-else，提升代码可读性。

合理利用 when 表达式，可以简化复杂逻辑并提高代码可维护性，尤其适用于状态处理、类型检查和模式匹配场景。