Kotlin初體驗
讓我們從一個小例子開始，來看看 Kotlin 代碼長什麽樣子。這個例子定義了一個 Person 類來表示“人”，創建一個“人”的集合，查找其中年紀最大的人，並打印結果。盡管這是非常小的一段代碼，從中也可以看到 Kotlin 許多有趣的特性。
我們對其中的一些特性做了標記，以便你可以方便地在本書後續的內容中找到它們。
代碼簡要地進行了解釋，但是如果有些內容你現在還無法理解，請不要擔心，稍後我們會詳細討論。
如果你想嘗試運行這個例子，最簡單的方法是使用 http://try.kotl.in 的在線 Playground。輸入示例代碼並單擊 Run 按鈕，代碼將會執行。
代碼清單 1.1 Kotlin 初體驗
你聲明了一個簡單的數據類，它包括了兩個屬性：name和age。age屬性默認為null（如果沒有指定）。在創建“人”的列表時，你省略了Alice的年齡，所以這裏年齡使用了默認值null。然後你調用了maxBy函數來查找列表中年紀最大的那個“人”。傳遞給這個函數的lambda表達式需要一個參數，使用it作為這個參數的默認名稱。如果age屬性為null，Elvis運算符（?:）會返回零。因為Alice的年齡沒有指定，Elvis運算符使用零代替了它，所以Bob幸運地成了年紀最大的人。
喜歡這樣的代碼嗎?繼續讀下去，你將會學習到更多，並成為一名 Kotlin 專家。我們希望不久之後，在你自己的項目中也能看到這樣的代碼，而不只是在書上。
Kotlin的主要特征
你大概已經知道了 Kotlin 是一種怎樣的語言，讓我們更加深入地了解一下它的關鍵屬性。首先，我們來看看你能用 Kotlin 創造哪些種類的應用程序。
目標平臺 ：服務器端、Android 及任何 Java 運行的地方
Kotlin 的首要目標是提供一種更簡潔、更高效、更安全的替代 Java 的語言，並且適用於現今使用 Java 的所有環境。Java 是一門非常受歡迎的語言，它廣泛地應用於不同的環境 ：小到智能卡 (JavaCard 技術 )，大到 Google、Twitter、LinkedIn 和其他這種規模的互聯網公司運行的最大的數據中心。在這些地方，使用 Kotlin 可以幫助開發者在實現目標的同時減少代碼並避免麻煩。
Kotlin 最常見的應用場景有 ：
- 編寫服務器端代碼（典型的代表是 Web 應用後端）
- 創建 Android 設備上運行的移動應用
但 Kotlin 還有其他用武之地。例如，可以使用 Intel Multi-OS Engine（(https:// software.intel.com/en-us/multi-os-engine）讓 Kotlin 代碼運行在 iOS 設備上。還可以使用 Kotlin 和 TornadoFX（https://github.com/edvin/tornadofx）以及 JavaFX（http://mng.bz/500y） 一起來構建桌面應用程序。
除了 Java 之外，Kotlin 還可以編譯成 JavaScript，允許你在瀏覽器中運行 Kotlin 代碼。但截止本書撰寫時，對 JavaScript 的支持仍在 JetBrains 內部探索並進行原型開發，這超出了本書的範圍，而其他一些平臺也在考慮支持 Kotlin 的未來版本。
正如你所看到的，Kotlin 的目標平臺是相當廣泛的。Kotlin 並沒有被限制在單一的問題域，也沒有被限制在解決軟件開發者面臨的某一類型的挑戰。相反，對所有開發過程中湧現的任務，Kotlin 都提供了全面的生產力提升。它借助支持特定領域或編程範式的庫，提供了卓越的集成水準。接下來讓我們來看看 Kotlin 作為一種編程語言的關鍵特質。
靜態類型
Kotlin 和 Java 一樣是一種靜態類型的編程語言。這意味著所有表達式的類型在編譯期已經確定了，而編譯器就能驗證對象是否包含了你想訪問的方法或者字段。
這與動態類型的編程語言形成了鮮明的對比，後者在 JVM 上的代表包括 Groovy 和 JRuby。這些語言允許你定義可以存儲任何數據類型的變量，或者返回任何數據類型的函數，並在運行時才解析方法和字段引用。這會減少代碼量並增加創建數據結構的靈活性。但它的缺點是，在編譯期不能發現像名字拼寫錯誤這樣的問題，繼而導致運行時的錯誤。
另一方面，與 Java 不同的是，Kotlin 不需要你在源代碼中顯式地聲明每個變量的類型。很多情況下，變量類型可以根據上下文來自動判斷，這樣就可以省略類型聲明。這裏有一個可能是最簡單的例子 ：
val x = 1 在聲明這個變量時，由於變量初始化為整型值，Kotlin 自動判斷出它的類型是Int。編譯器這種從上下文推斷變量類型的能力被稱作類型推導。
下面羅列了一些靜態類型帶來的好處 ：
- 性能——方法調用速度更快，因為不需要在運行時才來判斷調用的是哪個方法。
- 可靠性——編譯器驗證了程序的正確性，因而運行時崩潰的概率更低。
- 可維護性——陌生代碼更容易維護，因為你可以看到代碼中用到的對象的類型。
- 工具支持——靜態類型使 IDE 能提供可靠的重構、精確的代碼補全以及其他特性。
得益於 Kotlin 對類型推導的支持，你不再需要顯式地聲明類型，因此大部分關於靜態類型的額外冗長代碼也就不復存在了。
當你檢視 Kotlin 類型系統的細節時，你會發現許多熟悉的概念。類、接口以及泛型和 Java 非常接近，所以大部分的 Java 知識可以很容易地轉移到 Kotlin。然而，也會有一些新概念出現。
其中最重要的概念是 Kotlin 對可空類型的支持，通過在編譯期檢測可能存在的空指針異常，它讓你可以寫出更可靠的程序。
另一個 Kotlin 類型系統的新概念是對函數類型的支持。要搞清楚這一點，我們先要了解函數式編程的主要思想，以及 Kotlin 是如何支持這種編程風格的。
函數式和面向對象
作為一個 Java 開發者，你一定對面向對象編程的核心概念爛熟於胸，但函數式編程對你來說卻可能很新鮮。函數式編程的核心概念如下 ：
- 頭等函數——把函數（一小段行為）當作值使用，可以用變量保存它，把它當作參數傳遞，或者當作其他函數的返回值。
- 不可變性——使用不可變對象，這保證了它們的狀態在其創建之後不能再變化。
- 無副作用——使用的是純函數。此類函數在輸入相同時會產生同樣的結果，並且不會修改其他對象的狀態，也不會和外面的世界交互。
函數式編程風格的代碼能給你帶來什麽好處 ? 首先，簡潔。函數式風格的代碼 比相應的命令式風格的代碼更優雅、更簡練，因為把函數當作值可以讓你獲得更強 大的抽象能力，從而避免重復代碼。
假設你有兩段類似的代碼，實現相似的任務（例如，在集合中尋找一個匹配的 元素）但具體細節略有不同（如何判斷元素是匹配的）。可以輕易地將這段邏輯中公 共的部分提取到一個函數中，並將其他不同的部分作為參數傳遞給它。這些參數本身也是函數，但你可以使用一種簡潔的語法來表示這些匿名函數，它被稱作 lambda 表達式 ：
函數式編程風格的代碼帶來的第二個好處是多線程安全。多線程程序中最大的錯誤來源之一就是，在沒有采用適當同步機制的情況下，在不同的線程上修改同一份數據。如果你使用的是不可變數據結構和純函數，就能保證這樣不安全的修改根 本不會發生，也就不需要考慮為其設計復雜的同步方案。
最後，函數式編程意味著測試更加容易。沒有副作用的函數可以獨立地進行測試，因為不需要寫大量的設置代碼來構造它們所依賴的整個環境。
一般來說，函數式編程風格可以在任何編程語言中使用（包括 Java），它的很多主張都被認為是良好的編程風格。然而並不是所有的語言都提供了語法和庫支持，讓我們可以毫不費力地使用這種風格。例如，Java 8 之前的 Java 版本都缺少了這種支持。Kotlin 擁有豐富的特性集從一開始就支持函數式編程風格，包括 ：
- 函數類型，允許函數接受其他函數作為參數，或者返回其他函數。
- lambda 表達式，讓你用最少的樣板代碼方便地傳遞代碼塊
- 數據類，提供了創建不可變值對象的簡明語法
- 標準庫中包括了豐富的 API 集合，讓你用函數式編程風格操作對象和集合
Kotlin 允許你使用函數式編程風格但並沒有強制你使用它。當你需要的時候，可以使用可變數據，也可以編寫帶副作用的函數，而且不需要跳過任何多余的步驟。然後，毫無疑問的是，在 Kotlin 中使用基於接口和類層次結構的庫就像 Java 一樣簡單。當編寫 Kotlin 代碼的時候，可以結合使用面向對象編程和函數式編程風格，並使用最合適的工具來對付亟待解決的問題。
免費並開源
Kotlin 語言（包括編譯器、庫和所有相關工具）是完全開源的，並且可以自由使用。它采用 Apache 2 許可證 ；其開發過程完全公開在 GitHub (http://github.com/jetbrains/ kotlin) 上，並且歡迎來自社區的貢獻。如果你要開發 Kotlin 應用程序，有三種開源 IDE 供你選擇 ：IntelliJ IDEA Community2 版、Android Studio 以及 Eclipse，它們都完 全支持 Kotlin（當然，IntelliJ IDEA Ultimate 也支持 Kotlin。）
現在你明白了 Kotlin 是什麽語言，讓我們看看 Kotlin 在具體的實際應用中會給你帶來哪些好處。
Kotlin應用
如前所述，Kotlin 使用的兩個主要的領域是服務器端和 Android 開發。接下來我們分別看看這兩個領域，以及為什麽 Kotlin 非常適合它們。
服務器端的 Kotlin
服務器端編程是一個非常大的概念，它包含了所有下列的應用程序類型甚至更多 ：
- 返回 HTML 頁面給瀏覽器的 Web 應用程序
- 通過 HTTP 暴露 JSON API 的移動應用後端服務
- 通過 RPC 協議互相通信的微服務
多年以來，開發者一直在構建這些類型的應用，並且積累了大量的框架和技術來幫助他們構建這些應用。這些應用通常並不是孤立地開發或者從零開始的，它們幾乎總是對現有的系統進行擴展、改進或者替換，新的代碼必須和系統中現有部分進行集成，而這些部分可能很多年之前就寫成了。
這種環境下 Kotlin 的一大優勢就是它與現有的 Java 代碼無縫的互操作性。無論是要編寫一個全新的組件還是移植一個現有服務的代碼，Kotlin 都毫無壓力。不管你需要在 Kotlin 中繼承 Java 類，還是以某種方式註解一個類的方法或字段，都不會遇到任何問題。它帶來的優點是系統的代碼會更緊湊、更可靠、更易於維護。
與此同時，Kotlin 還引入了許多用於開發這類系統的新技術。例如，對構建器模式的支持讓你可以使用更簡潔的語法來創建任何對象圖，同時保留了語言中全套的抽象機制和代碼重用工具。
這個特性的一個最簡單的用例就是 HTML 生成庫，它可以把一個外部模板語言替換成簡潔且完全類型安全的解決方案。這裏有一個例子 ：
可以輕松地把映射到HTML標簽的函數和常規的Kotlin語言結構組合起來。你不再需要使用一門獨立的模板語言，也不需要學習新的語法，僅僅使用循環就可以生成HTML頁面。
另一個能用上Kotlin幹凈和簡潔的DSL的用例是持久化框架。例如，Exposed 框架（https://github.com/jetbrains/exposed）就提供了易讀的 DSL，可以完全使用 Kotlin 代碼來描述 SQL 數據庫的結構並執行查詢操作，並且有全面的類型檢查。下面這個小例子展示了可行的做法 ：
Android 上的 Kotlin
一個典型的移動應用和一個典型的企業應用完全不同。它更小，更少地依賴與現有的代碼集成，通常需要快速交付，同時需要保證在大量的設備上能夠可靠地運行。這類項目 Kotlin 也能勝任。
Kotlin 的語言特性，加上支持 Android 框架的特殊編譯器插件，讓 Android 的開發體驗變得高效和愉悅。常見的開發任務，比如給控件添加監聽器或是把布局元 素綁定到字段，可以用更少的代碼完成，有時甚至根本不用寫任何代碼（編譯器會幫你生成）。同樣由 Kotlin 團隊打造的庫 Anko（https://github.com/kotlin/anko）給許多標準 Android API 添加了 Kotlin 友好的適配器，進一步提升了 Android 的開發體驗。
下面是 Anko 的一個簡單例子，可以品嘗到使用 Kotlin 進行 Android 開發的滋味。只要把這段代碼放在一個 Activity 中，一個簡單的 Android 應用就做好了！
使用Kotlin帶來的另一優勢就是更好的應用可靠性。如果你有開發Android應用的經驗，你一定對“Unfortunately, Process Has Stopped”對話框深惡痛絕。如果你的應用有未處理的異常，這個對話框就會出現，而這種異常一般是NullPointerException（空指針異常）。Kotlin的類型系統通過精確地跟蹤null值，大大減輕了空指針異常問題帶來的壓力。大部分Java中會導致NullPointerException的代碼在Kotlin中無法編譯成功，以確保這些錯誤在應用到達用戶手中之前得到修正。
同時，由於 Kotlin 完全兼容 Java 6，使用它並不會帶來任何新的編譯問題。你可以享受所有 Kotlin 的酷炫新特性，而你的用戶仍然可以在他們的設備上使用你的應用，即使他們的設備並沒有運行最新版本的 Android 系統。
說到性能，Kotlin 也沒有帶來任何負面影響。Kotlin 編譯器生成的代碼執行起來和普通的 Java 代碼效率一樣。Kotlin 使用的運行時（庫）體積相當小，所以編譯出來的應用程序包體積也不會增加多少。當你使用 lambda 的時候，它們會被許多 Kotlin 標準庫函數內聯。lambda 的內聯確保不會創建新對象，因此應用程序也不必忍受額外的 GC 暫停。
Kotlin初體驗