# Kotlin 快速参考

*空安全、协程、数据类、函数式编程要点*

> Source: Kotlin Documentation (kotlinlang.org) · MIT

## 基础

### Hello World

```
fun main() {
    println("Hello, World!")
}
```

### 变量

```
val name = "Kotlin"        // immutable (prefer)
var count = 0               // mutable
val pi: Double = 3.14159   // explicit type
const val MAX = 100         // compile-time constant
```

### 基本类型

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Int, Long` | 32 位 / 64 位有符号整数 |
| `Double, Float` | 64 位 / 32 位浮点数 |
| `Boolean` | `true` / `false` |
| `Char` | 单个 Unicode 字符 |
| `String` | 不可变文本，支持字符串模板 |
| `Unit` | 等同于 `void`（单一值） |
| `Nothing` | 函数永不返回（如抛出异常） |

### 字符串模板

```
val name = "World"
println("Hello, $name!")
println("Length: ${name.length}")
val raw = """line 1
    |line 2""".trimMargin()
```

## 函数

### 函数声明

```
fun add(a: Int, b: Int): Int {
    return a + b
}
fun add(a: Int, b: Int) = a + b  // single expression
```

### 默认参数与具名参数

```
fun greet(name: String, greeting: String = "Hello") {
    println("$greeting, $name!")
}
greet("Alice")                    // Hello, Alice!
greet("Bob", greeting = "Hi")     // Hi, Bob!
```

### 高阶函数

```
fun operate(a: Int, b: Int, op: (Int, Int) -> Int): Int {
    return op(a, b)
}
val sum = operate(3, 4) { a, b -> a + b }
```

### 可变参数

```
fun sum(vararg nums: Int): Int = nums.sum()
sum(1, 2, 3)
val arr = intArrayOf(1, 2, 3)
sum(*arr)                         // spread operator
```

## 类

### 类定义

```
class Person(val name: String, var age: Int) {
    fun greet() = "Hi, I'm $name"
}
val p = Person("Alice", 30)
println(p.name)
```

### 继承

```
open class Shape(val sides: Int) { open fun area(): Double = 0.0 }
class Circle(val r: Double) : Shape(0) {
    override fun area() = Math.PI * r * r
}
```

### 可见性修饰符

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `public` | 任何地方可见（默认） |
| `private` | 仅在类/文件内可见 |
| `protected` | 类及其子类可见 |
| `internal` | 仅同一模块内可见 |

### 抽象类与接口

```
interface Drawable { fun draw() }
abstract class Widget : Drawable { abstract val label: String }
class Button(override val label: String) : Widget() {
    override fun draw() = println("Drawing $label")
}
```

## 空安全

### 可空类型

```
var name: String? = null     // nullable
val len = name?.length       // safe call: null
val len2 = name?.length ?: 0 // Elvis operator: 0
val len3 = name!!.length     // assert non-null (throws)
```

### 安全操作符

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `?.` | 安全调用——接收者为 null 时返回 null |
| `?:` | Elvis——null 时使用默认值 |
| `!!` | 非空断言（为 null 时抛出异常） |
| `?.let { }` | 仅在非 null 时执行代码块 |
| `as?` | 安全转型——失败时返回 null |

### 智能转型

```
if (obj is String) println(obj.length)  // auto-cast
when (obj) {
    is Int    -> println(obj + 1)
    is String -> println(obj.uppercase())
}
```

## 集合

### 创建集合

```
val list = listOf(1, 2, 3)         // immutable
val mList = mutableListOf(1, 2, 3) // mutable
val map = mapOf("a" to 1, "b" to 2)
val set = setOf("x", "y", "z")
```

### 集合操作

```
val nums = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
nums.filter { it > 2 }             // [3, 4, 5]
nums.map { it * 2 }                // [2, 4, 6, 8, 10]
nums.firstOrNull { it > 3 }        // 4
nums.sumOf { it }                  // 15
```

### 常用操作

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `.filter { }` | 保留满足谓词的元素 |
| `.map { }` | 转换每个元素 |
| `.flatMap { }` | 映射并展平 |
| `.groupBy { }` | 按键分组为 Map |
| `.sortedBy { }` | 按选择器排序 |
| `.associate { }` | 转换为 Map（键值对） |
| `.any { } / .all { }` | 检查是否有任意/全部元素满足谓词 |
| `.fold(init) { }` | 带初始值的归约 |

## 协程

### 基础协程

```
import kotlinx.coroutines.*
fun main() = runBlocking {
    launch { delay(1000); println("World") }
    println("Hello")
}
```

### Async / Await

```
val deferred = async { fetchData() }
val result = deferred.await()
// parallel: launch multiple async, await all
val (a, b) = awaitAll(async { fetchA() }, async { fetchB() })
```

### 协程构建器

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `launch { }` | 即发即忘协程（返回 Job） |
| `async { }` | 返回带结果的 Deferred<T> |
| `runBlocking { }` | 桥接阻塞与挂起代码 |
| `withContext(dispatcher)` | 切换协程上下文 |
| `coroutineScope { }` | 结构化并发作用域 |

### 调度器

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Dispatchers.Default` | CPU 密集型任务（线程池） |
| `Dispatchers.IO` | 阻塞 I/O 操作 |
| `Dispatchers.Main` | 主线程/UI 线程（Android、Swing） |
| `Dispatchers.Unconfined` | 在调用线程启动，在任意线程恢复 |

## 扩展

### 扩展函数

```
fun String.isPalindrome(): Boolean {
    return this == this.reversed()
}
println("racecar".isPalindrome())  // true
```

### 扩展属性

```
val String.wordCount: Int
    get() = this.split("\\s+".toRegex()).size
println("hello world".wordCount)   // 2
```

### 运算符重载

```
data class Vec(val x: Double, val y: Double) {
    operator fun plus(other: Vec) = Vec(x + other.x, y + other.y)
}
val v = Vec(1.0, 2.0) + Vec(3.0, 4.0)  // Vec(4.0, 6.0)
```

## 数据类

### 数据类

```
data class User(val name: String, val age: Int)
val u1 = User("Alice", 30)
val u2 = u1.copy(age = 31)        // non-destructive copy
val (name, age) = u1               // destructuring
```

### 自动生成的成员

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `equals()` | 基于属性的结构相等 |
| `hashCode()` | 与 `equals()` 一致 |
| `toString()` | `User(name=Alice, age=30)` |
| `copy()` | 创建修改后的副本 |
| `componentN()` | 解构支持 |

### 枚举类

```
enum class Direction { NORTH, SOUTH, EAST, WEST }
val dir = Direction.NORTH
when (dir) { Direction.NORTH -> "up"; else -> "other" }
```

## 密封类

### 密封类层级

```
sealed class Result<out T> {
    data class Success<T>(val data: T) : Result<T>()
    data class Error(val message: String) : Result<Nothing>()
    data object Loading : Result<Nothing>()
}
```

### 穷举 When

```
fun handle(result: Result<String>): String = when (result) {
    is Result.Success -> result.data
    is Result.Error   -> "Error: ${result.message}"
    is Result.Loading -> "Loading..."
}   // no else needed — compiler checks exhaustiveness
```

### 密封类 vs 枚举

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `Sealed class` | 子类可持有不同状态 |
| `Sealed interface` | 允许多重继承 |
| `Enum class` | 固定的单例实例集合 |
| `data object` | 带 `toString()` 重写的单例 |

## 作用域函数

### 作用域函数对比

| Command | Description |
|---------|-------------|
| `let` | 上下文为 `it`，返回 lambda 结果 |
| `run` | 上下文为 `this`，返回 lambda 结果 |
| `with(obj)` | 上下文为 `this`，返回 lambda 结果 |
| `apply` | 上下文为 `this`，返回上下文对象 |
| `also` | 上下文为 `it`，返回上下文对象 |

### let 与 apply

```
val name: String? = "Alice"
name?.let { println("Name is $it") }
val person = Person("Bob", 25).apply {
    age = 26                     // configure object
}
```

### run 与 with

```
val result = "Hello".run { uppercase() + " WORLD" }
val info = with(person) { "$name is $age years old" }
```

### also

```
val numbers = mutableListOf(1, 2, 3)
    .also { println("Original: $it") }
    .also { it.add(4) }
// also is useful for side effects (logging, validation)
```