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Kotlin知识体系(一) : Kotlin的五大基础语法特性

article 2025/3/17 18:09:43

前言

在Android开发领域，Kotlin凭借其简洁性和安全性已成为官方推荐语言。本文将通过Kotlin的五大基础语法特性，结合实际应用场景展示它们在Android开发中的独特价值。

一、变量声明：val与var的哲学

1.1 不可变优先原则

Kotlin的val关键字用于声明不可变变量（相当于Java的final），这是构建可靠Android应用的基石：

val PI = 3.14159  // 类型推断为Double
val context: Context = requireContext() // Android组件上下文

最佳实践：
• 在View绑定中优先使用val

val binding: MainBinding by viewBinding()

• 数据类属性推荐使用val保证线程安全

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

1.2 可变变量的使用

var用于需要修改的变量，在Android开发中常见于：

var currentState = State.LOADING // 页面状态管理
var lastClickTime = 0L // 防重复点击计时

生命周期注意点：
• Fragment/Activity中的var变量需要在onSaveInstanceState中保存状态
• ViewModel中的在Fragment/Activity中用到的可变状态建议使用LiveData或StateFlow包装，因为它们可以感知生命周期

二、类型推断的艺术

2.1 智能类型推断

Kotlin编译器能自动推断大部分变量类型：

val appName = "MyApp" // String
val versionCode = 42  // Int
val dpValue = 16f     // Float

2.2 显式类型声明的场景

以下情况需要显式声明类型：

// 可空类型初始化
val cacheDir: File? = getExternalCacheDir()

// 接口类型声明
val callback: OnClickListener = View.OnClickListener { ... }

// 复杂泛型类型
val configMap: Map<String, Pair<Int, Boolean>> = mapOf(...)

Android资源获取示例：

val colorRes = when (isDarkTheme) {
    true -> R.color.dark_text
    false -> R.color.light_text
}
val textColor = ContextCompat.getColor(context, colorRes)

三、函数设计的现代化方案

3.1 基础函数结构

fun createIntent(context: Context, clazz: Class<*>): Intent {
    return Intent(context, clazz).apply {
        putExtra(KEY_VERSION, BuildConfig.VERSION_CODE)
    }
}

3.2 默认参数与命名参数

重构传统Builder模式：

fun showDialog(
    title: String = "提示",
    message: String = "",
    confirmText: String = "确定",
    cancelable: Boolean = true
) {
    // Dialog初始化逻辑
}

// 使用示例
showDialog(
    message = "是否保存修改？",
    confirmText = "保存"
)

在Fragment工厂方法中的应用：

fun newInstance(
    id: Long,
    type: String = TYPE_DEFAULT,
    from: String? = null
): DetailFragment {
    return DetailFragment().apply {
        arguments = bundleOf(
            ARG_ID to id,
            ARG_TYPE to type,
            ARG_FROM to from
        )
    }
}

四、字符串模板的进阶用法

4.1 基础插值

val apiUrl = "${BuildConfig.BASE_URL}/api/v${BuildConfig.API_VERSION}"

4.2 复杂表达式处理

fun formatLog(tag: String, vararg params: Any): String {
    return "[${System.currentTimeMillis()}] $tag - ${params.joinToString()}".trimIndent()
}

4.3 多行字符串处理

使用"""

val sqlQuery = """
    SELECT * FROM ${UserTable.TABLE_NAME}
    WHERE ${UserTable.COLUMN_AGE} > ?
    AND ${UserTable.COLUMN_STATUS} = 'ACTIVE'
    ORDER BY ${UserTable.COLUMN_CREATED_AT} DESC
""".trimIndent()

五、空安全机制的使用

5.1 安全调用链

// 处理RecyclerView的ViewHolder
override fun onBindViewHolder(holder: ViewHolder, position: Int) {
    getItem(position)?.let { item ->
        holder.bind(item)
    } ?: run {
        holder.clear()
    }
}

5.2 Elvis操作符的妙用

// SharedPreferences安全读取
fun getPreferenceString(key: String): String {
    return prefs.getString(key, null) ?: ""
}

// 网络响应处理
val response = apiService.getData()
val data = response.body() ?: throw IOException("Empty response body")

5.3 平台类型处理

处理Java库返回的类型：

// Retrofit回调处理
override fun onResponse(call: Call<User>, response: Response<User>) {
    val user = response.body() as? User ?: return
    updateUI(user)
}

String! 并非 Kotlin 中常规的类型声明，而是在 Kotlin 与 Java 交互时，用于表示从 Java 代码获取的 String 类型的平台类型。
对于平台类型，Kotlin 编译器不会自动进行可空性检查，开发者需要手动处理可能的 null 值。

5.4 非空断言的合理使用

// 生命周期安全的断言
fun requireUser(): User {
    return arguments?.getParcelable(ARG_USER)!! 
}

// 测试环境验证
fun testLoginFlow() {
    val mockUser = MockUserProvider.user!!
    startLoginFlow(mockUser)
}

空安全最佳实践：

  1. 优先使用?.安全调用和Elvis操作符
  2. 仅在确定非空时使用!!，并添加必要的注释说明
  3. 使用@Nullable/@NotNull注解改进Java互操作性
  4. 对可能为空的集合使用filterNotNull()
  5. 配合lateinit var处理生命周期确定的初始化

六、Android开发中的综合应用

示例：安全的网络请求处理

fun loadData() {
    viewModelScope.launch {
        try {
            val response = repository.fetchData()?.body() 
                ?: throw IllegalStateException("Empty response")
            
            _uiState.value = response.data?.let { data ->
                UIState.Success(data)
            } ?: UIState.Error("Invalid data format")
            
        } catch (e: Exception) {
            _uiState.value = UIState.Error(e.message ?: "Unknown error")
        }
    }
}

完整代码如下

// 1. 状态密封类定义
sealed class UIState<T> {
    object Loading : UIState<Nothing>()
    data class Success<T>(val data: T) : UIState<T>()
    data class Error(val message: String, val code: Int = -1) : UIState<Nothing>()
    object Empty : UIState<Nothing>()
}

// 2. 数据层Repository
interface DataRepository {
    suspend fun fetchData(): Response<DataModel>
}

class RemoteDataRepository(
    private val apiService: ApiService,
    private val ioDispatcher: CoroutineDispatcher = Dispatchers.IO
) : DataRepository {
    override suspend fun fetchData(): Response<DataModel> =
        withContext(ioDispatcher) {
            try {
                apiService.getData()
            } catch (e: IOException) {
                throw NetworkException("网络连接异常", e)
            } catch (e: Exception) {
                throw UnknownException("未知错误", e)
            }
        }
}

// 3. 自定义异常类型
sealed class AppException : Exception() {
    data class NetworkException(val errorMsg: String, val cause: Throwable?) : AppException()
    data class ParseException(val rawData: String, val cause: Throwable?) : AppException()
    data class UnknownException(val context: String, val cause: Throwable?) : AppException()
}

// 4. ViewModel完整实现
class DataViewModel(
    private val repository: DataRepository
) : ViewModel() {

    private val _uiState = MutableStateFlow<UIState<DataModel>>(UIState.Loading)
    val uiState: StateFlow<UIState<DataModel>> = _uiState.asStateFlow()

    fun loadData() {
        viewModelScope.launch {
            _uiState.value = UIState.Loading
            try {
                val response = repository.fetchData()
                
                when {
                    response.isSuccessful -> {
                        response.body()?.let { data ->
                            if (data.isValid()) {
                                _uiState.value = UIState.Success(data)
                            } else {
                                _uiState.value = UIState.Empty
                            }
                        } ?: run {
                            _uiState.value = UIState.Error("空响应体")
                        }
                    }
                    else -> {
                        val errorBody = response.errorBody()?.string() ?: ""
                        _uiState.value = UIState.Error(
                            message = "错误码: ${response.code()}",
                            code = response.code()
                        )
                        // 记录原始错误信息
                        logError("API Error: $errorBody") 
                    }
                }
            } catch (e: AppException) {
                _uiState.value = when (e) {
                    is AppException.NetworkException -> 
                        UIState.Error("网络异常: ${e.errorMsg}")
                    is AppException.ParseException -> 
                        UIState.Error("数据解析失败")
                    else -> 
                        UIState.Error("系统错误: ${e.message ?: "未知原因"}")
                }
            } catch (e: Exception) {
                _uiState.value = UIState.Error("未知错误: ${e.localizedMessage}")
            }
        }
    }

    private fun logError(message: String) {
        Timber.tag("Networking").e(message)
        // 上报错误到监控系统
        Crashlytics.logException(Exception(message)) 
    }
}

// 5. UI层观察处理（Activity/Fragment）
class MainActivity : AppCompatActivity() {
    private val binding by viewBinding(ActivityMainBinding::inflate)
    private val viewModel by viewModels<DataViewModel>()

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setupObservers()
        setupRetryButton()
        viewModel.loadData()
    }

    private fun setupObservers() {
        lifecycleScope.launch {
            repeatOnLifecycle(Lifecycle.State.STARTED) {
                viewModel.uiState.collect { state ->
                    when (state) {
                        is UIState.Loading -> showLoading()
                        is UIState.Success -> showData(state.data)
                        is UIState.Error -> showError(state.message)
                        UIState.Empty -> showEmptyView()
                    }
                }
            }
        }
    }

    private fun showLoading() {
        binding.progress.visible()
        binding.errorView.gone()
        binding.emptyView.gone()
    }

    private fun showData(data: DataModel) {
        binding.progress.gone()
        binding.dataView.apply {
            text = data.formattedString
            visible()
        }
    }

    private fun showError(message: String) {
        binding.progress.gone()
        binding.errorView.apply {
            errorText.text = message
            visible()
        }
    }

    private fun showEmptyView() {
        binding.progress.gone()
        binding.emptyView.visible()
    }

    private fun setupRetryButton() {
        binding.errorView.retryButton.setOnClickListener {
            viewModel.loadData()
        }
    }
}

// 6. 网络层配置（Retrofit示例）
object RetrofitClient {
    private const val BASE_URL = "https://api.example.com/v2/"

    val instance: ApiService by lazy {
        Retrofit.Builder()
            .baseUrl(BASE_URL)
            .addConverterFactory(MoshiConverterFactory.create())
            .client(createOkHttpClient())
            .build()
            .create(ApiService::class.java)
    }

    private fun createOkHttpClient(): OkHttpClient {
        return OkHttpClient.Builder()
            .connectTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)
            .readTimeout(30, TimeUnit.SECONDS)
            .addInterceptor(HttpLoggingInterceptor().apply {
                level = if (BuildConfig.DEBUG) BODY else NONE
            })
            .addInterceptor { chain ->
                val request = chain.request().newBuilder()
                    .addHeader("Authorization", "Bearer ${getAccessToken()}")
                    .build()
                chain.proceed(request)
            }
            .build()
    }
}

// 7. 扩展函数工具
fun View.visible() { visibility = View.VISIBLE }
fun View.gone() { visibility = View.GONE }
fun View.invisible() { visibility = View.INVISIBLE }

http://www.kler.cn/a/588677.html

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