Kotlin从入门到进阶实战

《Kotlin从入门到进阶实战》从Kotlin 语言的基础语法讲起，逐步深入到Kotlin进阶实战，并在最后配合项目实战案例，重点介绍了使用Kotlin+Spring Boot进行服务端开发和使用Kotlin进行Android应用程序开发的内容，让读者不但可以系统地学习Kotlin编程的相关知识，而且还能对Kotlin应用开发有更为深入的理解。

本书分为14章，涵盖的主要内容有Kotlin简介，Kotlin语法基础，类型系统与可空类型，类与面向对象编程，函数与函数式编程，扩展函数与属性，集合类，泛型，文件I/O操作、正则表达式与多线程，使用Kotlin创建DSL，运算符重载与约定，元编程、注解与反射，Kotlin集成Spring Boot服务端开发，使用Kotlin进行Android开发。

本书内容通俗易懂，案例丰富，实用性强，特别适合Kotlin语言的入门读者和进阶读者阅读，也适合Android程序员、Java程序员等其他编程爱好者阅读，还适合作为相关培训机构的教材。

陈光剑 笔名一剑。资深程序员，现就职于阿里巴巴集团。有丰富的平台开发经验，曾经参与了多种平台工具的开发。使用Java、Android、Scala、Groovy和Kotlin等语言或工具进行领域建模、架构设计和工具开发等，积累了大量经验。善于总结，乐于分享，发布过大量技术文章，并著有《Kotlin极简教程》一书，深受读者好评。

适读人群 ：Kotlin语言的入门和进阶读者、Android程序员、Java程序员

《Kotlin从入门到进阶实战》是阿里巴巴资深程序员呕心沥血之作，揭秘Kotlin编程的精华

《Kotlin从入门到进阶实战》全面涵盖Kotlin基础语法、进阶实战技巧和项目开发等实用内容

《Kotlin从入门到进阶实战》重点介绍了Kotlin语言的特性，包括可空类型、安全操作符、面向对象编程、Lambda表达式、函数式编程、扩展函数及创建DSL等，并都给出了丰富的代码示例。

《Kotlin从入门到进阶实战》详细介绍了编程实践中较为常用的元编程与注解反射，以及运算符重载与约定等内容。

《Kotlin从入门到进阶实战》详细地介绍了两个项目实战案例：使用Kotlin+Spring Boot进行服务端开发；使用Kotlin开发Android应用程序。

前 言

　　当下，互联网、大数据和云计算迅猛发展，数以百万计的应用程序在服务器和移动端运行。这些应用程序的开发语言有很大一部分是用软件界已经流行了20年之久的主力编程语言Java编写的。

　　毫无疑问，Java语言历史悠久，影响力巨大。历经20多年的发展，它已经成为一门非常成熟的编程语言，性能强大而稳定。Java虚拟机JVM的生态也繁荣昌盛，经久不衰。但Java也背负着历史的包袱，如它有空指针、语法啰嗦和不支持一等函数等缺点。如果用一辆汽车来比喻编程语言，Java拥有一个高效而可靠的发动机，但其防抱死刹车系统和动力转向系统却不是那么可控。Java语言在使用时需要小心检查可能出现的空指针，还要处理异常、重复生成冗长而单调的样板代码行等问题。

　　对于开发人员而言，编程语言的防危性（safety）和安全性（security）是至关重要的。要是有一门语言既能继承Java的所有优点及其强大而完备的生态库，又能更加简单、安全和可控，那真是再好不过了。我们很高兴地看到，Kotlin就是一门这样的语言。

　　目前，图书市场上Kotlin相关图书还很少，尤其是实用性强的书更是凤毛麟角。为了帮助广大的编程人员系统地学习这门开发语言，笔者编写了本书。本书从Kotlin 语言的基础语法讲起，逐步介绍了Kotlin的扩展函数、一等函数支持、Lambda表达式、强大的DSL支持、运算符重载与约定、无编程、注解与反射等特性，并配合项目实战案例，详细介绍了使用Kotlin+Spring Boot进行服务端开发和使用Kotlin进行Android应用程序开发的内容。通过阅读本书，读者不但可以系统地学习Kotlin编程的相关知识，而且还能对Kotlin应用开发有更为深入的理解。

本书特色

　　1．内容全面，讲解由浅入深，符合学习规律

　　本书内容涵盖了Kotlin语言的基础语法和大部分最常用的核心知识点和开发技巧，还详细介绍了两个实用性很强的项目开发案例。讲解遵循由浅入深、循序渐进的原则，让读者的学习曲线更加平滑。这样的内容梯度安排和讲解，符合读者的编程语言学习规律，可以取得较好的学习效果。

　　2．图文并茂，讲解生动有趣，阅读起来不枯燥

　　技术学习，有时一图胜千言。本书在介绍知识点时尽量给出简单易懂的图示帮助读者理解，这使得整个学习过程变得简单、有趣。

　　3．用代码示例引导学习，可以大大提高动手编程能力

　　本书非常注重内容的实用性和可操作性，书中重点介绍的知识点都给出了大量代码示例，并且对代码做了详细的注释和讲解，这样可以大大提高读者实际动手编程的能力。

　　4．偏重于实战讲解，不涉及不常用的知识

　　相比笔者的另外一本书《Kotlin极简教程》，本书内容更加偏重于Kotlin编程实战讲解。书中对于Kotlin基础知识和语言特性的讲解更加精简，重点突出；而对于编程实战中不常用的一些内容不做过多介绍，比如没有介绍目前不常用的Kotlin Native和实验阶段的协程（Coroutine）两个专题；但增加了在编程实践中较为常用的元编程、注解与反射，运算符重载与约定两章的内容。

　　5．项目案例实用性强，可以提高项目开发水平

　　本书最后两章配合项目实战案例，详细介绍了使用Kotlin+Spring Boot进行服务端开发和使用Kotlin开发Android应用程序的相关内容。这两个项目案例可以带领读者体验实际的Kotlin应用开发，可以大幅度提高读者的项目实战开发水平。

本书内容

　　第1章主要介绍了Kotlin编程语言的基本特性、编程哲学、学习工具，以及为什么要学Kotlin和JVM语言生态等内容。

　　第2章主要介绍了Kotlin语法基础，主要内容包括变量和标识符、关键字与修饰符、流程控制语句、操作符与重载、包声明等内容。

　　第3章主要介绍了Kotlin的类型系统、可空类型、安全操作符、特殊类型、类型检测与类型转换等内容。

　　第4章主要介绍了Kotlin的类与面向对象编程，包括声明类、抽象类与接口、object对象、数据类、注解、枚举和内部类等内容。

　　第5章主要介绍了Kotlin函数式编程，包括声明函数、Lambda表达式、高阶函数及Kotlin中的特殊函数等内容。

　　第6章主要介绍了Kotlin扩展函数与属性，以及扩展函数的实现原理和扩展中的this关键字。

　　第7章主要介绍了Kotlin集合类，包括常用的3种集合类、不可变集合类、创建集合类、遍历集合中的元素、映射函数、过滤函数、排序函数和元素去重等内容。

　　第8章主要介绍了Kotlin的泛型，包括为何引入泛型、泛型接口、泛型类、泛型函数、类型上界、协变与逆变、out T与in T、类型擦除等内容。

　　第9章主要介绍了Kotlin语言的文件I/O操作、网络I/O操作、执行Shell命令、正则表达式和多线程编程等相关内容。

　　第10章主要介绍了怎样使用Kotlin语言创建DSL，包括什么是DSL、Kotlin的DSL特性支持，同时实现了一个集合类的流式Kotlin DSL实例及一个SQL风格的集合类DSL实例。

　　第11章主要介绍了Kotlin的运算符重载与约定，包括什么是运算符重载、重载二元算术运算符、重载自增自减一元运算符、重载比较运算符及重载计算赋值运算符等内容。

　　第12章主要介绍了Kotlin元编程、注解与反射的相关内容，包括元编程简介、声明注解、使用注解、处理注解、反射、类引用、函数引用、属性引用、绑定函数、使用反射获取泛型信息等内容。

　　第13章介绍Kotlin集成Spring Boot服务端开发，首先用Spring Boot快速开发一个Restful Hello World示例，然后给出了一个完整的图片爬虫Web应用项目案例。

　　第14章介绍如何使用Kotlin进行Android开发，首先给出了一个简单的Kotlin版本的Hello World Android示例程序，然后详细介绍了用Kotlin开发一个电影指南Android应用程序综合项目案例。

本书读者对象

* Kotlin入门人员；

* Kotlin进阶开发人员；

* Android 程序员；

* Java程序员；

* 其他编程爱好者；

* 相关培训机构的学员。

本书源程序获取方式

　　本书涉及的源代码需要读者自行下载。请登录清华大学出版社网站www.tup.com.cn，搜索到本书页面，在页面上找到“资源下载”栏目，然后单击“课件下载”或者“网络资源”按钮即可下载。

作者与致谢

　　笔者现就职于阿里巴巴集团，曾经参与了多种平台工具的开发，主要使用Java、Android、Scala、Groovy和Kotlin等语言或工具进行领域建模、架构设计和工具开发等，积累了大量经验。

　　感谢在本书写作过程中提供过帮助的各位朋友！也感谢在本书出版过程中提供过帮助的各位编辑，没有你们的付出，本书就不会顺利和读者见面！最后感谢各位读者选择了本书，祝你们学习愉快！

　　虽然笔者对书中所述内容都尽量核实，并多次进行文字校对，但因时间所限，加之水平所限，书中可能还存在疏漏和错误，敬请广大读者批评指正。联系E-mail：[email protected]。

　　

　　陈光剑

　　于杭州

目 录

第1章 Kotlin是什么 1

1.1 初识Kotlin 1

1.2 语言特性 2

1.2.1 Kotlin与Java完全互操作 3

1.2.2 扩展函数与扩展属性 4

1.2.3 不可空类型与空安全 5

1.2.4 一等函数支持 6

1.2.5 智能类型推断 6

1.3 编程哲学 6

1.4 学习工具 7

1.4.1 云端IDE 7

1.4.2 命令行REPL 7

1.4.3 使用IDEA 8

1.5 为什么要学Kotlin 9

1.6 JVM语言生态 12

1.7 本章小结 16

第2章 Kotlin语法基础 17

2.1 变量和标识符 17

2.2 关键字与修饰符 18

2.3 流程控制语句 21

2.3.1 if表达式 22

2.3.2 when表达式 23

2.3.3 for循环 24

2.3.4 while循环 25

2.3.5 break和continue 26

2.3.6 return返回 26

2.3.7 标签（label） 29

2.3.8 throw表达式 30

2.4 操作符与重载 30

2.4.1 操作符优先级 31

2.4.2 一元操作符 32

2.4.3 二元操作符 33

2.5 包声明 38

2.6 本章小结 40

第3章 类型系统与可空类型 41

3.1 类型系统 41

3.1.1 类型系统的作用 41

3.1.2 Java类型系统 42

3.1.3 Kotlin类型系统 43

3.2 可空类型 45

3.3 安全操作符 46

3.3.1 安全调用符“?” 47

3.3.2 非空断言“!!” 48

3.3.3 Elvis运算符“?:” 48

3.4 特殊类型 48

3.4.1 Unit类型 48

3.4.2 Nothing与Nothing?类型 49

3.4.3 Any与Any?类型 51

3.5 类型检测与类型转换 52

3.5.1 is运算符 52

3.5.2 类型自动转换 53

3.5.3 as运算符 54

3.6 本章小结 54

第4章 类与面向对象编程 55

4.1 面向对象编程简史 55

4.2 声明类 58

4.2.1 空类 58

4.2.2 声明类和构造函数 58

4.3 抽象类与接口 61

4.3.1 抽象类与抽象成员 62

4.3.2 接口 64

4.4 object对象 65

4.5 数据类 66

4.5.1 创建数据类 66

4.5.2 数据类自动创建的函数 69

4.5.3 数据类的语法限制 69

4.5.4 Pair和Triple 69

4.6 注解 70

4.7 枚举 72

4.8 内部类 73

4.8.1 普通嵌套类 73

4.8.2 嵌套内部类 74

4.8.3 匿名内部类 74

4.9 本章小结 75

第5章 函数与函数式编程 76

5.1 函数式编程简介 77

5.2 声明函数 77

5.3 Lambda表达式 78

5.4 高阶函数 79

5.5 Kotlin中的特殊函数 80

5.5.1 run()函数 80

5.5.2 apply()函数 81

5.5.3 let()函数 82

5.5.4 also()函数 83

5.5.5 with()函数 83

5.6 本章小结 84

第6章 扩展函数与属性 85

6.1 扩展函数 86

6.1.1 给String类扩展两个函数 86

6.1.2 给List类扩展一个过滤函数 87

6.2 扩展属性 89

6.3 扩展的实现原理 90

6.4 扩展中的this关键字 91

6.5 本章小结 91

第7章 集合类 92

7.1 集合类概述 92

7.1.1 常用的3种集合类 92

7.1.2 Kotlin集合类继承层次 93

7.2 不可变集合类 94

7.3 创建集合类 95

7.4 遍历集合中的元素 97

7.5 映射函数 98

7.6 过滤函数 99

7.7 排序函数 100

7.8 元素去重 101

7.9 本章小结 101

第8章 泛型 102

8.1 为何引入泛型 102

8.2 在类、接口和函数上使用泛型 104

8.2.1 泛型接口 104

8.2.2 泛型类 105

8.2.3 泛型函数 106

8.3 类型上界 106

8.4 协变与逆变 106

8.4.1 协变 108

8.4.2 逆变 111

8.4.3 PECS 111

8.5 out T与in T 112

8.6 类型擦除 112

8.7 本章小结 113

第9章 文件I/O操作、正则表达式与多线程 114

9.1 文件I/O操作 114

9.1.1 读文件 115

9.1.2 写文件 116

9.1.3 遍历文件树 117

9.2 网络I/O 118

9.3 执行Shell命令 119

9.4 正则表达式 120

9.4.1 构造Regex表达式 120

9.4.2 Regex函数 120

9.4.3 使用Java的正则表达式类 123

9.5 多线程编程 123

9.5.1 创建线程 123

9.5.2 同步方法和块 125

9.5.3 可变字段 125

9.6 本章小结 126

第10章 使用Kotlin创建DSL 127

10.1 什么是DSL 127

10.1.1 内部DSL 128

10.1.2 外部DSL 128

10.2 Kotlin的DSL特性支持 129

10.3 实现集合类的流式Kotlin DSL 130

10.4 实现一个SQL风格的集合类 131

10.5 本章小结 133

第11章 运算符重载与约定 134

11.1 什么是运算符重载 134

11.2 重载二元算术运算符 137

11.3 重载自增自减一元运算符 139

11.4 重载比较运算符 141

11.5 重载计算赋值运算符 143

11.6 本章小结 144

第12章 元编程、注解与反射 145

12.1 元编程简介 145

12.2 注解 146

12.2.1 声明注解 146

12.2.2 使用注解 147

12.2.3 处理注解 149

12.3 反射 151

12.3.1 类引用 152

12.3.2 函数引用 153

12.3.3 属性引用 153

12.3.4 绑定函数和属性引用 154

12.4 使用反射获取泛型信息 154

12.5 本章小结 158

第13章 Kotlin集成Spring Boot服务端开发 159

13.1 用Spring Boot快速开发Restful Hello World 159

13.1.1 Spring Initializr 159

13.1.2 创建Spring Boot项目 160

13.2 系统功能与技术栈 167

13.3 准备工作 167

13.4 配置数据层 170

13.5 数据持久层开发 170

13.5.1 数据库表结构 170

13.5.2 配置JPA 171

13.6 JSON数据解析 175

13.7 数据入库逻辑实现 176

13.8 定时调度任务 177

13.9 HTTP接口开发 178

13.9.1 实现分页查询接口 178

13.9.2 @Query注解与 #{#entityName} 179

13.9.3 Pageable与Page 180

13.10 视图模板开发 184

13.10.1 前端代码结构 185

13.10.2 实现后端分页 187

13.10.3 实现收藏和删除图片的功能 191

13.10.4 搜索关键字管理 194

13.10.5 使用协程实现异步爬虫任务 200

13.10.6 图片存入数据库并在前端展现 201

13.11 本章小结 203

第14章 使用Kotlin进行Android开发 204

14.1 快速开发Hello World 205

14.1.1 准备工作 205

14.1.2 创建基于Kotlin的Android项目 207

14.1.3 工程目录文件说明 210

14.1.4 安装运行 213

14.2 综合项目实战：开发一个电影指南应用程序 214

14.2.1 创建 Kotlin Android 项目 214

14.2.2 启动主类ItemListActivity 219

14.2.3 AppCompatActivity类介绍 222

14.2.4 Activity生命周期 224

14.2.5 Kotlin Android Extensions插件 226

14.2.6 详情页ItemDetailActivity 231

14.2.7 碎片事务类FragmentTransaction 235

14.2.8 Fragment 生命周期 239

14.2.9 测试数据类DummyContent 244

14.2.10 创建领域对象类Movie 244

14.2.11 JSON数据解析 245

14.2.12 电影列表页面 246

14.2.13 视图数据适配器ViewAdapter 250

14.2.14 视图中图像的展示 251

14.2.15 电影详情页面 253

14.2.16 电影源数据的获取 257

14.2.17 配置 AndroidManifest.xml 259

14.2.18 打包安装测试 259

14.3 本章小结 260

计算科学,Kotlin