date: 2020-07-14
updated: 2021-02-22

kotlin 基本类型

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基本类型

在 Kotlin 中，所有东西都是对象，在这个意义上讲我们可以在任何变量上调用成员函数与属性。
一些类型可以有特殊的内部表示——例如，数字、字符以及布尔值可以在运行时表示为原生类型值，但是对于用户来说，它们看起来就像普通的类。
在本节中，我们会描述 Kotlin 中使用的基本类型：数字、字符、布尔值、数组与字符串。

数字

Kotlin 提供了一组表示数字的内置类型。
对于整数，有四种不同大小的类型，因此值的范围也不同。

类型	大小（比特数）	最小值	最大值
Byte	8	-128	127
Short	16	-32768	32767
Int	32	-2,147,483,648 (-2³¹)	2,147,483,647 (2³¹ - 1)
Long	64	-9,223,372,036,854,775,808 (-2⁶³)	9,223,372,036,854,775,807 (2⁶³ - 1)

所有以未超出 Int 最大值的整型值初始化的变量都会推断为 Int 类型。如果初始值超过了其最大值，那么推断为 Long 类型。
如需显式指定 Long 型值，请在该值后追加 L 后缀。

val one = 1 // Int
val threeBillion = 3000000000 // Long
val oneLong = 1L // Long
val oneByte: Byte = 1

对于浮点数，Kotlin 提供了 Float 与 Double 类型。
根据 IEEE 754 标准，
两种浮点类型的十进制位数（即可以存储多少位十进制数）不同。
Float 反映了 IEEE 754 单精度，而 Double 提供了双精度。

类型	大小（比特数）	有效数字比特数	指数比特数	十进制位数
Float	32	24	8	6-7
Double	64	53	11	15-16

对于以小数初始化的变量，编译器会推断为 Double 类型。
如需将一个值显式指定为 Float 类型，请添加 f 或 F 后缀。
如果这样的值包含多于 6～7 位十进制数，那么会将其舍入。

1
2
3

val pi = 3.14 // Double
val e = 2.7182818284 // Double
val eFloat = 2.7182818284f // Float，实际值为 2.7182817

请注意，与一些其他语言不同，Kotlin 中的数字没有隐式拓宽转换。
例如，具有 Double 参数的函数只能对 Double 值调用，而不能对 Float、
Int 或者其他数字值调用。

fun main() {
    fun printDouble(d: Double) { print(d) }

    val i = 1    
    val d = 1.1
    val f = 1.1f 

    printDouble(d)
//    printDouble(i) // 错误：类型不匹配
//    printDouble(f) // 错误：类型不匹配
}

如需将数值转换为不同的类型，请使用显示转换。

字面常量

数值常量字面值有以下几种:

十进制: 123
- Long 类型用大写 L 标记: 123L
十六进制: 0x0F
二进制: 0b00001011

注意: 不支持八进制

Kotlin 同样支持浮点数的常规表示方法:

默认 double：123.5、123.5e10
Float 用 f 或者 F 标记: 123.5f

数字字面值中的下划线（自 1.1 起）

你可以使用下划线使数字常量更易读：

val oneMillion = 1_000_000
val creditCardNumber = 1234_5678_9012_3456L
val socialSecurityNumber = 999_99_9999L
val hexBytes = 0xFF_EC_DE_5E
val bytes = 0b11010010_01101001_10010100_10010010

表示方式

在 Java 平台数字是物理存储为 JVM 的原生类型，除非我们需要一个可空的引用（如 Int?）或泛型。
后者情况下会把数字装箱。

注意数字装箱不一定保留同一性:

fun main() {
    val a: Int = 100
    val boxedA: Int? = a
    val anotherBoxedA: Int? = a
    
    val b: Int = 10000
    val boxedB: Int? = b
    val anotherBoxedB: Int? = b
    
    println(boxedA === anotherBoxedA) // true
    println(boxedB === anotherBoxedB) // false
}

另一方面，它保留了相等性:

fun main() {
    val a: Int = 10000
    println(a == a) // 输出“true”
    val boxedA: Int? = a
    val anotherBoxedA: Int? = a
    println(boxedA == anotherBoxedA) // 输出“true”
}

显式转换

由于不同的表示方式，较小类型并不是较大类型的子类型。
如果它们是的话，就会出现下述问题：

// 假想的代码，实际上并不能编译：
val a: Int? = 1 // 一个装箱的 Int (java.lang.Integer)
val b: Long? = a // 隐式转换产生一个装箱的 Long (java.lang.Long)
print(b == a) // 惊！这将输出“false”鉴于 Long 的 equals() 会检测另一个是否也为 Long

所以相等性会在所有地方悄无声息地失去，更别说同一性了。

因此较小的类型不能隐式转换为较大的类型。
这意味着在不进行显式转换的情况下我们不能把 Byte 型值赋给一个 Int 变量。

fun main() {
    val b: Byte = 1 // OK, 字面值是静态检测的
    val i: Int = b // 错误
}

我们可以显式转换来拓宽数字

fun main() {
    val b: Byte = 1
    val i: Int = b.toInt() // OK：显式拓宽
    print(i)
}

每个数字类型支持如下的转换:

toByte(): Byte
toShort(): Short
toInt(): Int
toLong(): Long
toFloat(): Float
toDouble(): Double
toChar(): Char

缺乏隐式类型转换很少会引起注意，因为类型会从上下文推断出来，而算术运算会有重载做适当转换，例如：

1	`val l = 1L + 3 // Long + Int => Long`

运算

Kotlin支持数字运算的标准集（+ - * / %），运算被定义为相应的类成员（但编译器会将函数调用优化为相应的指令）。
参见运算符重载。

整数除法

请注意，整数间的除法总是返回整数。会丢弃任何小数部分。例如：

fun main() {
    val x = 5 / 2
    //println(x == 2.5) // ERROR: Operator '==' cannot be applied to 'Int' and 'Double'
    println(x == 2)
}

对于任何两个整数类型之间的除法来说都是如此。

fun main() {
    val x = 5L / 2
    println(x == 2L)
}

如需返回浮点类型，请将其中的一个参数显式转换为浮点类型。

fun main() {
    val x = 5 / 2.toDouble()
    println(x == 2.5)
}

位运算

对于位运算，没有特殊字符来表示，而只可用中缀方式调用具名函数，例如:

1	`val x = (1 shl 2) and 0x000FF000`

这是完整的位运算列表（只用于 Int 与 Long）：

shl(bits) – 有符号左移
shr(bits) – 有符号右移
ushr(bits) – 无符号右移
and(bits) – 位与
or(bits) – 位或
xor(bits) – 位异或
inv() – 位非

浮点数比较

本节讨论的浮点数操作如下：

相等性检测：a == b 与 a != b
比较操作符：a < b、 a > b、 a <= b、 a >= b
区间实例以及区间检测：a..b、 x in a..b、 x !in a..b

当其中的操作数 a 与 b 都是静态已知的 Float 或 Double 或者它们对应的可空类型（声明为该类型，或者推断为该类型，或者智能类型转换的结果是该类型），两数字所形成的操作或者区间遵循 IEEE 754 浮点运算标准。

然而，为了支持泛型场景并提供全序支持，当这些操作数并非静态类型为浮点数（例如是 Any、 Comparable<……>、类型参数）时，这些操作使用为 Float 与 Double 实现的不符合标准的 equals 与 compareTo，这会出现：

认为 NaN 与其自身相等
认为 NaN 比包括正无穷大（POSITIVE_INFINITY）在内的任何其他元素都大
认为 -0.0 小于 0.0

字符

字符用 Char 类型表示。它们不能直接当作数字

fun check(c: Char) {
    if (c == 1) { // 错误：类型不兼容
        // ……
    }
}

字符字面值用单引号括起来: '1'。
特殊字符可以用反斜杠转义。
支持这几个转义序列：\t、 \b、\n、\r、\'、\"、\\ 与 \$。
编码其他字符要用 Unicode 转义序列语法：'\uFF00'。

我们可以显式把字符转换为 Int 数字：

fun decimalDigitValue(c: Char): Int {
    if (c !in '0'..'9')
        throw IllegalArgumentException("Out of range")
    return c.toInt() - '0'.toInt() // 显式转换为数字
}

当需要可空引用时，像数字、字符会被装箱。装箱操作不会保留同一性。

布尔

布尔用 Boolean 类型表示，它有两个值：true{: .keyword } 与 false{: .keyword }。

若需要可空引用布尔会被装箱。

内置的布尔运算有：

|| – 短路逻辑或
&& – 短路逻辑与
! - 逻辑非

数组

数组在 Kotlin 中使用 Array 类来表示，它定义了 get 与 set 函数（按照运算符重载约定这会转变为 []）以及 size 属性，以及一些其他有用的成员函数：

class Array<T> private constructor() {
    val size: Int
    operator fun get(index: Int): T
    operator fun set(index: Int, value: T): Unit

    operator fun iterator(): Iterator<T>
    // ……
}

我们可以使用库函数 arrayOf() 来创建一个数组并传递元素值给它，这样 arrayOf(1, 2, 3) 创建了 array [1, 2, 3]。
或者，库函数 arrayOfNulls() 可以用于创建一个指定大小的、所有元素都为空的数组。

另一个选项是用接受数组大小以及一个函数参数的 Array 构造函数，用作参数的函数能够返回给定索引的每个元素初始值：

fun main() {
    // 创建一个 Array<String> 初始化为 ["0", "1", "4", "9", "16"]
    val asc = Array(5) { i -> (i * i).toString() }
    asc.forEach { println(it) }
}

如上所述，[] 运算符代表调用成员函数 get() 与 set()。

Kotlin 中数组是不型变的（invariant）。这意味着 Kotlin 不让我们把 Array<String>
赋值给 Array<Any>，以防止可能的运行时失败（但是你可以使用 Array<out Any>,
参见类型投影）。

原生类型数组

Kotlin 也有无装箱开销的专门的类来表示原生类型数组: ByteArray、
ShortArray、IntArray 等等。这些类与 Array 并没有继承关系，但是它们有同样的方法属性集。它们也都有相应的工厂方法:

1 2	`val x: IntArray = intArrayOf(1, 2, 3) x[0] = x[1] + x[2]`

// 大小为 5、值为 [0, 0, 0, 0, 0] 的整型数组
val arr = IntArray(5)

// 例如：用常量初始化数组中的值
// 大小为 5、值为 [42, 42, 42, 42, 42] 的整型数组
val arr = IntArray(5) { 42 }

// 例如：使用 lambda 表达式初始化数组中的值
// 大小为 5、值为 [0, 1, 2, 3, 4] 的整型数组（值初始化为其索引值）
var arr = IntArray(5) { it * 1 }

无符号整型

无符号类型自 Kotlin 1.3 起才可用，并且目前是实验性的。详见下文
{:.note}

Kotlin 为无符号整数引入了以下类型：

kotlin.UByte: 无符号 8 比特整数，范围是 0 到 255
kotlin.UShort: 无符号 16 比特整数，范围是 0 到 65535
kotlin.UInt: 无符号 32 比特整数，范围是 0 到 2^32 - 1
kotlin.ULong: 无符号 64 比特整数，范围是 0 到 2^64 - 1

无符号类型支持其对应有符号类型的大多数操作。

请注意，将类型从无符号类型更改为对应的有符号类型（反之亦然）是二进制不兼容变更
{:.note}

无符号类型是使用另一个实验性特性（即内联类）实现的。

特化的类

与原生类型相同，每个无符号类型都有相应的为该类型特化的表示数组的类型：

kotlin.UByteArray: 无符号字节数组
kotlin.UShortArray: 无符号短整型数组
kotlin.UIntArray: 无符号整型数组
kotlin.ULongArray: 无符号长整型数组

与有符号整型数组一样，它们提供了类似于 Array 类的 API 而没有装箱开销。

此外，区间与数列也支持 UInt 与 ULong（通过这些类 kotlin.ranges.UIntRange、 kotlin.ranges.UIntProgression、 kotlin.ranges.ULongRange、 kotlin.ranges.ULongProgression）

字面值

为使无符号整型更易于使用，Kotlin 提供了用后缀标记整型字面值来表示指定无符号类型（类似于 Float/Long）：

后缀 u 与 U 将字面值标记为无符号。确切类型会根据预期类型确定。如果没有提供预期的类型，会根据字面值大小选择 UInt 或者 ULong

val b: UByte = 1u  // UByte，已提供预期类型
val s: UShort = 1u // UShort，已提供预期类型
val l: ULong = 1u  // ULong，已提供预期类型

val a1 = 42u // UInt：未提供预期类型，常量适于 UInt
val a2 = 0xFFFF_FFFF_FFFFu // ULong：未提供预期类型，常量不适于 UInt

后缀 uL 与 UL 显式将字面值标记为无符号长整型。

1	`val a = 1UL // ULong，即使未提供预期类型并且常量适于 UInt`

无符号整型的实验性状态

无符号类型的设计是实验性的，这意味着这个特性改进很快并且没有给出兼容性保证。当在 Kotlin 1.3+ 中使用无符号算术时，会报出警告表明这个特性是实验性的。如需移除警告，必须选择加入（opt-in）无符号类型的实验性使用。

选择加入无符号整型有两种可行的方式：将 API 标记为实验性的，或者无需标记。

如需传播实验性，请以 @ExperimentalUnsignedTypes 标注使用了无符号整型的声明。
如需选择加入而不传播实验性，要么使用 @OptIn(ExperimentalUnsignedTypes::class) 注解标注声明，要么将 -Xopt-in=kotlin.ExperimentalUnsignedTypes 传给编译器。

你的客户是否必须选择使用你的 API 取决于你，不过请记住，无符号整型是一个实验性特性，因此使用它们的 API 可能会因语言的变更而发生突然破坏。

技术细节也参见实验性 API KEEP。

深入探讨

关于技术细节与深入探讨请参见无符号类型的语言提案。

字符串

字符串用 String 类型表示。字符串是不可变的。
字符串的元素——字符可以使用索引运算符访问: s[i]。
可以用 for{: .keyword } 循环迭代字符串:

fun main() {
    val str = "abcd"
    for (c in str) {
        println(c)
    }
}

可以用 + 操作符连接字符串。这也适用于连接字符串与其他类型的值，
只要表达式中的第一个元素是字符串：

fun main() {
val s = "abc" + 1
println(s + "def")
}

请注意，在大多数情况下，优先使用字符串模板或原始字符串而不是字符串连接。

字符串字面值

Kotlin 有两种类型的字符串字面值: 转义字符串可以有转义字符，
以及原始字符串可以包含换行以及任意文本。以下是转义字符串的一个示例:

1	`val s = "Hello, world!\n"`

转义采用传统的反斜杠方式。参见上面的字符查看支持的转义序列。

原始字符串 使用三个引号（"""）分界符括起来，内部没有转义并且可以包含换行以及任何其他字符:

val text = """
    for (c in "foo")
        print(c)
"""

你可以通过 trimMargin() 函数去除前导空格：

val text = """
    |Tell me and I forget.
    |Teach me and I remember.
    |Involve me and I learn.
    |(Benjamin Franklin)
    """.trimMargin()

默认 | 用作边界前缀，但你可以选择其他字符并作为参数传入，比如 trimMargin(">")。

字符串模板

字符串字面值可以包含模板表达式 ，即一些小段代码，会求值并把结果合并到字符串中。
模板表达式以美元符（$）开头，由一个简单的名字构成:

fun main() {
    val i = 10
    println("i = $i") // 输出“i = 10”
}

或者用花括号括起来的任意表达式:

fun main() {
    val s = "abc"
    println("$s.length is ${s.length}") // 输出“abc.length is 3”
}

原始字符串与转义字符串内部都支持模板。
如果你需要在原始字符串中表示字面值 $ 字符（它不支持反斜杠转义），你可以用下列语法：

1
2
3

val price = """
${'$'}9.99
"""

≡∧