Java 与 Kotlin 对比学习指南（二）

以下是一份 超详细的 Java 与 Kotlin 对比学习指南，涵盖语法、设计理念和实际场景的深度对比，帮助您从 Java 平滑过渡到 Kotlin。

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一、基础语法对比

1. 程序入口

Java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, Java!");
    }
}

• 必须定义 public static void main 方法。
• 类名必须与文件名一致。

Kotlin

fun main() {
    println("Hello, Kotlin!")
}
// 或带参数
fun main(args: Array<String>) {
    println(args.joinToString())
}

• 无需类包装，直接定义 main 函数。
• println 是 Kotlin 标准库函数，无需 System.out。

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2. 变量声明

Java

final String name = "Java";  // 不可变
int age = 25;               // 可变
Integer nullableAge = null; // 可空包装类型

• 使用 final 声明常量。
• 基本类型（int）不能为 null，需用包装类型（Integer）。

Kotlin

val name = "Kotlin"        // 不可变（类型推断为 String）
var age = 25               // 可变
var nullableAge: Int? = null // 可空类型（显式声明）

• val 类似 final，var 可变。
• 类型后加 ? 表示可空，编译时强制检查。

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3. 函数定义

Java

public int sum(int a, int b) {
    return a + b;
}
// 重载
public int sum(int a, int b, int c) {
    return a + b + c;
}

• 必须指定返回类型和访问修饰符（如 public）。
• 重载需手动编写多个方法。

Kotlin

fun sum(a: Int, b: Int) = a + b  // 单行表达式
fun sum(a: Int, b: Int, c: Int = 0) = a + b + c // 默认参数

• 支持表达式函数（省略 {} 和 return）。
• 默认参数减少重载需求。

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二、面向对象对比

1. 类与构造函数

Java

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    // getter/setter 省略...
}

• 字段通常私有，需手动生成构造方法和 getter/setter。

Kotlin

class Person(val name: String, var age: Int) // 主构造函数

• val 生成只读属性（只有 getter），var 生成可变属性（getter/setter）。
• 主构造函数直接声明属性。

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2. 继承与接口

Java

public class Animal {
    public void eat() { ... }
}
public class Dog extends Animal {
    @Override
    public void eat() { ... }
}

• 使用 extends 和 implements 关键字。
• 默认类可继承（除非用 final 修饰）。

Kotlin

open class Animal {  // 必须用 open 允许继承
    open fun eat() { ... } // 允许重写的方法需 open
}
class Dog : Animal() {
    override fun eat() { ... }
}

• 类和方法默认 final，需显式标记 open 才能继承/重写。
• 使用 : 替代 extends/implements。

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3. 数据类

Java

public class User {
    private int id;
    private String name;
    // 需手动实现 equals(), hashCode(), toString()
    // 或使用 Lombok @Data
}

• 需手动编写或依赖 Lombok。

Kotlin

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

• 自动生成 equals()、hashCode()、toString()、copy() 等。

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三、空安全机制对比

1. 可空性处理

Java

String str = null; // 允许
int length = str.length(); // 运行时 NullPointerException

• 无编译时检查，依赖注解（如 @Nullable）或手动判空。

Kotlin

var str: String? = null // 必须显式声明可空
val length = str?.length // 安全调用（返回 Int?）
val nonNullLength = str!!.length // 非空断言（可能抛 NPE）
val safeLength = str?.length ?: 0 // Elvis 操作符

• 编译时强制检查可空性，减少运行时 NullPointerException。

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四、集合操作对比

1. 集合创建

Java

List<String> list = Arrays.asList("a", "b", "c");
list.add("d"); // 抛出 UnsupportedOperationException（不可变）
List<String> mutableList = new ArrayList<>(list);

Kotlin

val list = listOf("a", "b", "c")  // 不可变
val mutableList = mutableListOf("a", "b") // 可变

2. 集合操作

Java

List<Integer> numbers = Arrays.asList(1, 2, 3);
List<Integer> evens = numbers.stream()
    .filter(n -> n % 2 == 0)
    .collect(Collectors.toList());

Kotlin

val numbers = listOf(1, 2, 3)
val evens = numbers.filter { it % 2 == 0 } // 更简洁

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五、函数式编程对比

1. Lambda 表达式

Java

Runnable task = () -> System.out.println("Running");
Collections.sort(list, (a, b) -> a.compareTo(b));

Kotlin

val task = { println("Running") }
list.sortedBy { it } // 更自然的语法

2. 高阶函数

Java

public interface Operation {
    int execute(int a, int b);
}
public int calculate(int a, int b, Operation op) {
    return op.execute(a, b);
}
// 调用
calculate(2, 3, (a, b) -> a + b);

Kotlin

fun calculate(a: Int, b: Int, op: (Int, Int) -> Int) = op(a, b)
// 调用
calculate(2, 3) { x, y -> x + y }

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六、并发编程对比

1. 线程 vs 协程

Java

new Thread(() -> {
    try {
        Thread.sleep(1000);
        System.out.println("Done");
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}).start();

Kotlin

GlobalScope.launch {
    delay(1000L) // 挂起函数，不阻塞线程
    println("Done")
}

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七、扩展机制对比

1. 扩展函数

Java

无法直接扩展类，需通过工具类：

public class StringUtils {
    public static String reverse(String s) {
        return new StringBuilder(s).reverse().toString();
    }
}
String reversed = StringUtils.reverse("hello");

Kotlin

fun String.reverse() = this.reversed()
val reversed = "hello".reverse()

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八、与 Java 互操作

1. 调用 Java 代码

Kotlin 可直接使用 Java 类和库：

val javaList = ArrayList<String>() // Java 的 ArrayList
javaList.add("Kotlin")

2. Java 调用 Kotlin

• Kotlin 的 顶级函数 在 Java 中通过生成的类调用：

  // Kotlin 文件：Utils.kt
  fun log(message: String) { ... }
  
  // Java 调用
  UtilsKt.log("Hello");

• 伴生对象：

  // Kotlin
  class MyClass {
      companion object {
          fun create() = MyClass()
      }
  }
  
  // Java 调用
  MyClass.Companion.create();

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九、关键总结

特性	Java	Kotlin
变量声明	final + 类型显式	val/var + 类型推断
空安全	需手动检查或注解	编译时强制检查（? 和 !!）
函数式编程	Stream API（Java 8+）	原生支持（Lambda、扩展函数）
数据类	手动编写或 Lombok	data class 自动生成
并发	线程/ExecutorService	协程（轻量级线程）
扩展机制	静态工具类	扩展函数/属性
与 Java 互操作	天然兼容	100% 兼容，但需注意空安全注解

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十、迁移建议

1. 从工具类开始：将 Java 工具类逐步改为 Kotlin 扩展函数。
2. 优先迁移数据类 ：用 data class 替代 Java Bean。
3. 逐步引入空安全 ：在混合代码中使用 @Nullable/@NotNull 注解。
4. 尝试协程：替换简单的异步任务（如网络请求）。

通过对比学习，可以更深入理解 Kotlin 的设计哲学，写出更简洁、安全的代码！