Kotlin 基础语法解析

详细的 Kotlin 基础语法解析，结合概念说明和实用场景：

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一、变量与常量

1. 变量类型

• val （不可变变量）：声明后不可重新赋值，类似 Java 的 final。

  val name = "Kotlin" // 类型自动推断为 String
  
  // name = "Java" // 编译错误：Val cannot be reassigned

• var（可变变量）：可修改值，但类型不可变。

  var age = 25
  
  age = 26 // 允许
  
  // age = "26" // 编译错误：类型不匹配

2. 显式类型声明

当无法自动推断类型时，需显式声明：

var score: Int // 先声明后初始化

score = 100



var message: String? // 可空类型

message = null

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二、函数定义

1. 基本函数结构

// 完整写法

fun add(a: Int, b: Int): Int {

    return a + b

}



// 单表达式简写（省略大括号和 return）

fun multiply(a: Int, b: Int) = a * b

2. 默认参数与命名参数

fun connect(url: String, timeout: Int = 5000, retry: Boolean = true) { ... }



// 调用

connect("https://example.com") // 使用默认 timeout=5000, retry=true

connect("https://example.com", retry = false) // 命名参数（跳过 timeout）

3. 无返回值

• Unit 表示无返回值（类似 Java 的 void），可省略：

  fun log(message: String): Unit { ... }
  
  fun log(message: String) { ... } // 等价写法

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三、条件控制

1. if 作为表达式

Kotlin 的 if 可以返回值：

val max = if (a > b) a else b

2. when 表达式

比 Java 的 switch 更强大：

when (x) {

    0 -> "Zero"

    1, 2 -> "One or Two"

    in 3..10 -> "Between 3 and 10"

    is String -> "It's a String"

    else -> "Unknown"

}

3. 类型检查与智能转换

fun printLength(obj: Any) {

    if (obj is String) {

        println(obj.length) // 自动转换为 String 类型

    }

}

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四、循环

1. 范围表达式

• 1..5：包含 5（闭区间）

• 1 until 5：1 到 4（半开区间）

• 5 downTo 1：递减

• step 2：步长

2. 遍历集合

val list = listOf("a", "b", "c")



// 遍历元素

for (item in list) { ... }



// 遍历索引

for (index in list.indices) { ... }



// 同时获取索引和值

for ((index, value) in list.withIndex()) { ... }

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五、类与对象

1. 主构造函数

直接在类名后声明：

class Person(val name: String, var age: Int) {

    // 类体

}

• val 生成只读属性，var 生成可变属性。

2. 次构造函数

使用 constructor 关键字：

class Person(val name: String) {

    var age: Int = 0



    constructor(name: String, age: Int) : this(name) {

        this.age = age

    }

}

3. 数据类（data class）

自动生成 equals()、hashCode()、toString() 和 copy()：

data class User(val id: Int, val email: String)



// 使用

val user = User(1, "user@example.com")

val copyUser = user.copy(email = "new@example.com") // 修改部分属性

4. 伴生对象（companion object）

替代 Java 的静态方法：

class MyClass {

    companion object {

        fun create() = MyClass()

    }

}



// 调用

val instance = MyClass.create()

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六、空安全机制

1. 可空类型

通过 ? 声明可空：

var str: String? = null

// str.length // 编译错误：需处理可空性

2. 安全调用操作符 ?.

避免空指针：

val length = str?.length // 返回 Int?（可能为 null）

3. Elvis 操作符 ?:

提供默认值：

val len = str?.length ?: 0 // 若 str 为 null，返回 0

4. 非空断言 !!

强制解除可空（慎用）：

val forcedLen = str!!.length // 若 str 为 null，抛出 NPE

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七、集合操作

1. 集合类型

• 不可变集合 ：listOf(), setOf(), mapOf()

• 可变集合 ：mutableListOf(), mutableSetOf(), mutableMapOf()

2. 常用操作符

val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)



// 过滤

val evens = numbers.filter { it % 2 == 0 }



// 转换

val squares = numbers.map { it * it }



// 分组

val groups = numbers.groupBy { if (it % 2 == 0) "even" else "odd" }



// 聚合

val sum = numbers.reduce { acc, num -> acc + num }

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八、扩展函数

1. 为现有类添加方法

fun String.addExclamation() = "$this!"



// 使用

println("Hello".addExclamation()) // 输出：Hello!

2. 扩展属性

val String.lastChar: Char

    get() = this[length - 1]



// 使用

println("Kotlin".lastChar) // 输出：n

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九、Lambda 表达式

1. 基本语法

val sum: (Int, Int) -> Int = { a, b -> a + b }

println(sum(2, 3)) // 输出：5

2. 高阶函数

将函数作为参数传递：

fun calculate(a: Int, b: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int {

    return operation(a