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详细的 Kotlin 基础语法解析，结合概念说明和实用场景：
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### **一、变量与常量**
#### **1. 变量类型**
- **`val`**（不可变变量）：声明后不可重新赋值，类似 Java 的 `final`。
```kotlin
val name = "Kotlin" // 类型自动推断为 String
// name = "Java" // 编译错误：Val cannot be reassigned
```
- **`var`**（可变变量）：可修改值，但类型不可变。
```kotlin
var age = 25
age = 26 // 允许
// age = "26" // 编译错误：类型不匹配
```
#### **2. 显式类型声明**
当无法自动推断类型时，需显式声明：
```kotlin
var score: Int // 先声明后初始化
score = 100
var message: String? // 可空类型
message = null
```
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### **二、函数定义**
#### **1. 基本函数结构**
```kotlin
// 完整写法
fun add(a: Int, b: Int): Int {
return a + b
}
// 单表达式简写（省略大括号和 return）
fun multiply(a: Int, b: Int) = a * b
```
#### **2. 默认参数与命名参数**
```kotlin
fun connect(url: String, timeout: Int = 5000, retry: Boolean = true) { ... }
// 调用
connect("https://example.com") // 使用默认 timeout=5000, retry=true
connect("https://example.com", retry = false) // 命名参数（跳过 timeout）
```
#### **3. 无返回值**
- **`Unit`** 表示无返回值（类似 Java 的 `void`），可省略：
```kotlin
fun log(message: String): Unit { ... }
fun log(message: String) { ... } // 等价写法
```
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### **三、条件控制**
#### **1. `if` 作为表达式**
Kotlin 的 `if` 可以返回值：
```kotlin
val max = if (a > b) a else b
```
#### **2. `when` 表达式**
比 Java 的 `switch` 更强大：
```kotlin
when (x) {
0 -> "Zero"
1, 2 -> "One or Two"
in 3..10 -> "Between 3 and 10"
is String -> "It's a String"
else -> "Unknown"
}
```
#### **3. 类型检查与智能转换**
```kotlin
fun printLength(obj: Any) {
if (obj is String) {
println(obj.length) // 自动转换为 String 类型
}
}
```
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### **四、循环**
#### **1. 范围表达式**
- **`1..5`**：包含 5（闭区间）
- **`1 until 5`**：1 到 4（半开区间）
- **`5 downTo 1`**：递减
- **`step 2`**：步长
#### **2. 遍历集合**
```kotlin
val list = listOf("a", "b", "c")
// 遍历元素
for (item in list) { ... }
// 遍历索引
for (index in list.indices) { ... }
// 同时获取索引和值
for ((index, value) in list.withIndex()) { ... }
```
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### **五、类与对象**
#### **1. 主构造函数**
直接在类名后声明：
```kotlin
class Person(val name: String, var age: Int) {
// 类体
}
```
- `val` 生成只读属性，`var` 生成可变属性。
#### **2. 次构造函数**
使用 `constructor` 关键字：
```kotlin
class Person(val name: String) {
var age: Int = 0
constructor(name: String, age: Int) : this(name) {
this.age = age
}
}
```
#### **3. 数据类（`data class`）**
自动生成 `equals()`、`hashCode()`、`toString()` 和 `copy()`：
```kotlin
data class User(val id: Int, val email: String)
// 使用
val user = User(1, "user@example.com")
val copyUser = user.copy(email = "new@example.com") // 修改部分属性
```
#### **4. 伴生对象（`companion object`）**
替代 Java 的静态方法：
```kotlin
class MyClass {
companion object {
fun create() = MyClass()
}
}
// 调用
val instance = MyClass.create()
```
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### **六、空安全机制**
#### **1. 可空类型**
通过 `?` 声明可空：
```kotlin
var str: String? = null
// str.length // 编译错误：需处理可空性
```
#### **2. 安全调用操作符 `?.`**
避免空指针：
```kotlin
val length = str?.length // 返回 Int?（可能为 null）
```
#### **3. Elvis 操作符 `?:`**
提供默认值：
```kotlin
val len = str?.length ?: 0 // 若 str 为 null，返回 0
```
#### **4. 非空断言 `!!`**
强制解除可空（慎用）：
```kotlin
val forcedLen = str!!.length // 若 str 为 null，抛出 NPE
```
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### **七、集合操作**
#### **1. 集合类型**
- **不可变集合**：`listOf()`, `setOf()`, `mapOf()`
- **可变集合**：`mutableListOf()`, `mutableSetOf()`, `mutableMapOf()`
#### **2. 常用操作符**
```kotlin
val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
// 过滤
val evens = numbers.filter { it % 2 == 0 }
// 转换
val squares = numbers.map { it * it }
// 分组
val groups = numbers.groupBy { if (it % 2 == 0) "even" else "odd" }
// 聚合
val sum = numbers.reduce { acc, num -> acc + num }
```
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### **八、扩展函数**
#### **1. 为现有类添加方法**
```kotlin
fun String.addExclamation() = "$this!"
// 使用
println("Hello".addExclamation()) // 输出：Hello!
```
#### **2. 扩展属性**
```kotlin
val String.lastChar: Char
get() = this[length - 1]
// 使用
println("Kotlin".lastChar) // 输出：n
```
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### **九、Lambda 表达式**
#### **1. 基本语法**
```kotlin
val sum: (Int, Int) -> Int = { a, b -> a + b }
println(sum(2, 3)) // 输出：5
```
#### **2. 高阶函数**
将函数作为参数传递：
```kotlin
fun calculate(a: Int, b: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int {
return operation(a