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嘗試Java,從入門到Kotlin(下)

上篇已提(tu)到(cao)Java中的各種坑。習慣了C#的各種特性和語法糖後,再轉到Java感覺比較彆扭。最後本著反正Java也不是很熟悉,乾脆再折騰折騰其他語言的破罐子破摔的心態,逛了一圈JVM語言,最終決定轉Kotlin。

為何選擇Kotlin

  • 專案遭遇人員變動,包括我在內就剩兩個人開發,轉型成本低,程式碼質量容易控制。
  • JVM語言。號稱與Java 100%相容。實際使用的確能夠與Java幾乎無縫地相互呼叫,基本上可以無縫遷移,完美相容Java生態。
  • OOP。目前OOP仍是主流,方便後續交接或者其它新加入的開發成員上手。
  • 靜態型別。在選擇語言的時候也考慮過像Groovy,JRuby等的動態型別語言。然而俗話說得好,動態一時爽,重構火葬場。當專案變大的時候,靜態型別支援的較為完善的語義分析能夠幫助專案快速整理、重構程式碼。並且引入很多函式式特性後,靜態型別語言的開發效率與爽感,不比動態型別語言低多少。
  • 吸收了一些函式式特性。除了常見的lambda,map,filter,reduce之外,還吸收了ruby的一些如物件上下文切換、程式碼塊語法糖等便捷的特性(但是也可能導致程式碼可讀性下降)。
  • 對JetBrain的信任。JetBrain在靜態分析的成果上有目共睹。相信JetBrain設計的語言應該會比較有品位(然而嚴格得不近人情的null safety是有點讓人糾結)。
  • 最後,就是剛好看到Kotlin,確認了眼神……

Kotlin好用的特性

Lambda

犧牲了CE使得Lambda不像Java中那麼多的約束。引入類似Ruby程式碼塊的寫法(預設it引數),讓程式碼看起來比較好看,雖然我個人不是很喜歡這種預設約定,但是用起來真香。

面向表示式

不同於其他語言,Kotlin裡的if else,try catch等都是表示式,我們可以直接這樣子寫程式碼:

val y = if (x % 2 == 0) "even" else "odd"
val z = try { readFromFile() } catch (ex: IOException) { "" }

DSL

  • Lambda是最後一個引數時,可以寫在括號外面(學自ruby)。主要是用來讓回撥比較好看,和實現DSL。
val ls = listOf(1, 2, 3)
ls.map { 2 * it }  // returns [2, 4, 6]
  • Receiver。Kotlin不僅有純函式型別,還可以通過Receiver宣告類的方法型別。這個特性可以用來實現類的方法擴充套件、this切換的功能。
    下面程式碼給Int
    擴充套件了個double方法:
val double = fun Int.() = 2 * this
val x = 3.double()  // x = 6

下面例子通過切換this實現了一個類似C#初始化物件的方法:

class Obj(init: Obj.() -> Unit) {
    var prop1: Int = 0
    var prop2: String = ""

    init {
        init(this)
    }
}
        
val obj = Obj {
    prop1 = 1
    prop2 = "abc"
}

其他

  • 很多好用的方法,像listOfmapOfto操作符等
  • ……

Kotlin的坑

Kotlin沒有final,但是有open

Kotlin中Class預設都是不能繼承的。需要繼承的Class要在宣告的地方加上open修飾。另外提一下有個外掛叫all-open,專門用來讓所有Kotlin的類變為可繼承的……

註解的繼承

Kotlin不支援可繼承的註解。

純的容器型別

ListMap不能修改其內部儲存的元素。需要修改應該用MutableListMutableMap

Lombok

號稱和Java 100%相容,但是不能訪問Lombok生成的方法!

因為Lombok的方法是編譯期通過註解處理器(annotation processing)生成的,Kotlin編譯時只調用了Javac,所以無法處理Lombok定義的方法。強制先編譯Java程式碼,後編譯Kotlin程式碼,可以解決這個問題,但是又會有新的問題:你不能在Java程式碼中呼叫Kotlin程式碼。所以如果你要混合使用Java和Kotlin的話,推薦所有資料型別都用Kotlin寫。

valvar

var就是普通變數。val相當於const。平時儘量使用val,有益身心健康。

重頭戲,null safety

Null safety是Kotlin宣傳得最多的特性,但是我並沒有放在“好用的特性”節中介紹,因為它的坑非常多,以至於我十分懷疑null safety的好處是否能抵消它帶來的副作用。

  • 所有型別預設都不包括null值,除非加個問號定義為Nullable型別。Nullable型別取值時,強制check null。如果呼叫Java程式碼,預設Java程式碼都是Nullable。不過從Java來的變數不做check null倒是不會報error,只報warning。如果執行時值為null的話,仍然會拋NullPointerException。Kotlin的null safety的特性其實只是一個編譯器的特性,通過將null與其他型別區分開來,在型別檢查的時候順便檢查了可能出現的NullPointerException,但是在執行時非Nullable的變數實際上也是可以放進去null值的(比如通過反射)。
  • 由於非Nullable型別不被賦值為null值(廢話),導致這些型別的變數可能會沒有預設值!這是個嚴重的問題。如果是像IntString這種比較像值的型別(其實也是引用型別)還好,可以有0,空字串等預設值。而像自定義的類,這種型別的變數其實是個引用,如果不能預設為null的話,那麼它的預設值的取值只能有這麼幾種方案:
    1. 類似C語言,未初始化的隨機值:會產生更大更不確定硬隱蔽的問題。
    2. 定義一個“未初始化”的值:那麼這個值和null有什麼區別?又繞回來了。
    3. 類似C++,預設建立一個空物件:但是並非所有類都有預設建構函式,而且在擁有GC的語言中,建立空物件需要分配記憶體,還會呼叫建構函式中的邏輯。宣告變數時引入這麼多過程是非常不合適的。
    4. 所以,Kotlin最終選了一種簡單粗暴的方案:禁止變數未初始化。
      禁止變數未初始化的問題在於,當你需要定義大量的資料類的時候,你就知道有多蛋疼了——所有屬性都必須有個初始值。這不僅需要多敲不少鍵盤,影響手指健康,當碰到屬性是非Nullable的聚合時,也常常無法確定其初始值。我已經隱隱看到某些開發人員將所有變數都標記為Nullable的畫面了……Kotlin自身也發現了這個問題,因此引入了lateinit特性,然而用起來仍然有點令人膽戰心驚。
  • 反序列化。即使是業務邏輯上明確了不會為null值的屬性,你也無法保證網路上/資料庫裡傳輸過來的資料中,對應的屬性會不會是null值,或者乾脆漏了,所以就算model設計正確的,實際執行時可能還是會出現NullPointerException。我又隱約看到某些開發人員將所有變數都標記為Nullable的畫面了……另外反序列化時,需要先生成一個空物件,也就是屬性都沒初始化的物件。當然Kotlin不會允許這麼做的,所以還需要引入NoArg外掛來自動生成無引數的建構函式……

型別擦除式泛型

為了和Java 100%相容,Kotlin不得不跟著Java用型別擦除式泛型,也擁有了前面說過的型別擦除式泛型的所有坑。不過Kotlin可以使用行內函數來稍微緩解型別擦除的負面影響。比如可以這樣定義json反序列化的方法:
inline fun <reified T> parse(json: String): T = objectMapper.readValue(json, T::class.java)

return

Kotlin有兩種方法定義一個匿名函式:lambda和anonymous function。當在這兩種方法的函式體中使用return時,執行的語義是不同的。根據官方文件return會跳出最近的顯示宣告的函式或anonymous function。例如下面的return會直接跳出foo函式。

fun foo() {
    listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach {
        if (it == 3) return // non-local return directly to the caller of foo()
        print(it)
    }
    println("this point is unreachable")
}
// outputs: 12

而下面這個只是當value == 3時跳過一次迴圈,相當於其他語言的continue

fun foo() {
    listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach(fun(value: Int) {
        if (value == 3) return  // local return to the caller of the anonymous fun, i.e. the forEach loop
        print(value)
    })
    print(" done with anonymous function")
}
// outputs: 1245 done with implicit label

或者也可以使用Label來指定執行return後跳到的位置(感覺像goto似的)。

fun foo() {
    listOf(1, 2, 3, 4, 5).forEach [email protected]{
        if (it == 3) [email protected] // local return to the caller of the lambda, i.e. the forEach loop
        print(it)
    }
    print(" done with explicit label")
}

另外,break和continue也是有類似的問題。

寫在最後

最近家庭工作都比較忙,這短短的一篇轉型踩坑記竟然寫了個跨年。有些踩坑的記憶隨著時間流逝以及用習慣了給慢慢淡化掉了,於是也沒寫進來。目前Java系這邊的開發我儘量使用Kotlin,並沒有碰到什麼根本上的大問題,與Java的相容性也挺好的,有精力的同學可以放心品嚐。