《Kotlin 程序设计》第九章 Kotlin与Java混合调用
来源:互联网 发布:arm linux gcc 3.4.1 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 04:19
第九章 Kotlin与Java混合调用
虽然 Kotlin 的开发很方便,但当你与他人协作时,总会碰到 Java 与 Kotlin 代码共存的代码项目。本章就教你如何优雅的实现 Kotlin 与 Java 混合编程。
1 使用工具互相转换
1.1 将 Java 转换为 Kotlin
如果你之前使用 Java 语言而没有 Kotlin 开发经验,不用担心,Intellij IDEA 会帮你一键转换,将 Java 代码转换成 Kotlin 代码。
1.2 将 Kotlin 转换为 Java
另外,通过IDEA的Kotlin插件,可以直接把Kotlin代码ByteCode反编译成Java代码(虽然这个反编译后的Java代码不是那么的的原汁原味)。
2 反射获取类的 Class
在 Java 或 Android 开发中,经常会直接调用一个类的 Class 文件。我们在Java中是直接这么调用的 Xyz.class
。
这样的方式,在Kotlin中稍微有点不同。在 M13 之前, Kotlin 代码使用JavaClass<Xyz>
,而 M13 之后写法为 Xyz::class.java
。
3 在 Kotlin 中调用 Java 代码
3.1 void 与 Unit
如果一个 Java 方法返回 void,对应的在 Kotlin 代码中它将返回 Unit。在 Kotlin 中可以省略这个Unit返回类型。
3.2 Java 与 Kotlin 关键字冲突的处理
Java 有 static 关键字,在 Kotlin 中没有这个关键字,你需要使用@JvmStatic
替代这个关键字。
同样,在 Kotlin 中也有很多的关键字是 Java 中是没有的。例如
inisdata
等。
如果 Java 中使用了这些关键字,需要加上反引号转义来避免冲突。例如
// Java 代码中有个方法叫 is()public void is(){ //...}// 转换为 Kotlin 代码需要加反引号转义fun `is`() { //...}
4 在 Java 中调用 Kotlin 代码
4.1 static 方法
上文已经提到过,在 Kotlin 中没有 static
关键字,那么如果在 Java 代码中想要通过类名调用一个 Kotlin 类的方法,你需要给这个方法加入@JvmStatic注解。
另外,你也可以通过对象object
调用这个方法。
代码示例
StringUtils.isEmpty("hello"); StringUtils.INSTANCE.isEmpty2("hello");object StringUtils { @JvmStatic fun isEmpty(str: String): Boolean { return "" == str } fun isEmpty2(str: String): Boolean { return "" == str }}
4.2 静态方法与伴生对象companion object
class StringUtils { companion object { fun isEmpty(str: String): Boolean { return "" == str } }}
companion object
, 表示外部类的一个伴生对象,你可以把他理解为外部类自动创建了一个对象作为自己的field。与上面的类似,Java 在调用时,可以这样写:
StringUtils.Companion.isEmpty();
4.3 包级别函数
与 Java 不同,Kotlin 允许函数独立存在,而不必依赖于某个类,这类函数我们称之为包级别函数(Package-Level Functions)。
为了兼容 Java,Kotlin 默认会将所有的包级别函数放在当前kt源文件的类中。比如说,HelloWorld.kt中的包级别的函数,默认会放到HelloWorldKt类中。
//@file:JvmName("MyExample")package com.easy.kotlin/** * Created by jack on 2017/5/29. */import java.util.Dateimport java.text.SimpleDateFormatfun main(args: Array<String>) { println("Hello, world!") println(SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(Date())) println(helloKotlin())}fun helloKotlin():String { val words = mutableListOf<String>() words.add("Hello") words.add("Kotlin!") words.add(java.util.Date().toString()) return words.joinToString(separator=" ")}
反编译看下Kotlin ByteCode:
// ================com/easy/kotlin/HelloWorldKt.class =================// class version 50.0 (50)// access flags 0x31public final class com/easy/kotlin/HelloWorldKt { // access flags 0x19 public final static main([Ljava/lang/String;)V @Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;() // invisible, parameter 0 LDC "Hello, world!" INVOKESTATIC kotlin/io/ConsoleKt.println (Ljava/lang/Object;)V NEW java/text/SimpleDateFormat DUP LDC "yyyy-MM-dd HH:mm:ss" INVOKESPECIAL java/text/SimpleDateFormat.<init> (Ljava/lang/String;)V NEW java/util/Date DUP INVOKESPECIAL java/util/Date.<init> ()V INVOKEVIRTUAL java/text/SimpleDateFormat.format (Ljava/util/Date;)Ljava/lang/String; INVOKESTATIC kotlin/io/ConsoleKt.println (Ljava/lang/Object;)V INVOKESTATIC com/easy/kotlin/HelloWorldKt.helloKotlin ()Ljava/lang/String; INVOKESTATIC kotlin/io/ConsoleKt.println (Ljava/lang/Object;)V RETURN L0 MAXSTACK = 3 MAXLOCALS = 1 // access flags 0x19 public final static helloKotlin()Ljava/lang/String; @Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;() // invisible INVOKESTATIC kotlin/collections/CollectionsKt.mutableListOf ()Ljava/util/List; ASTORE 0 L0 ALOAD 0 LDC "Hello" INVOKEINTERFACE java/util/List.add (Ljava/lang/Object;)Z POP ALOAD 0 LDC "Kotlin!" INVOKEINTERFACE java/util/List.add (Ljava/lang/Object;)Z POP ALOAD 0 NEW java/util/Date DUP INVOKESPECIAL java/util/Date.<init> ()V INVOKEVIRTUAL java/util/Date.toString ()Ljava/lang/String; INVOKEINTERFACE java/util/List.add (Ljava/lang/Object;)Z POP ALOAD 0 CHECKCAST java/lang/Iterable LDC " " CHECKCAST java/lang/CharSequence ACONST_NULL ACONST_NULL ICONST_0 ACONST_NULL ACONST_NULL BIPUSH 62 ACONST_NULL INVOKESTATIC kotlin/collections/CollectionsKt.joinToString$default (Ljava/lang/Iterable;Ljava/lang/CharSequence;Ljava/lang/CharSequence;Ljava/lang/CharSequence;ILjava/lang/CharSequence;Lkotlin/jvm/functions/Function1;ILjava/lang/Object;)Ljava/lang/String; ARETURN L1 L2 LOCALVARIABLE words Ljava/util/List; L0 L2 0 MAXSTACK = 9 MAXLOCALS = 1 // access flags 0x19 public final static <clinit>()V RETURN L0 MAXSTACK = 0 MAXLOCALS = 0}
我们可以看出,Kotlin中的包级别函数
fun helloKotlin()
被编译成成了public final static 方法:
public final static helloKotlin()
在 Java 中想要调用包级别函数时,需要通过这个public final class com/easy/kotlin/HelloWorldKt
类来调用。
我们也可以通过注解@file:JvmName("MyExample")来自定义这个类名。这样当前文件中的所有包级别函数, 将被放到一个自动生成的文件名为 MyExample 的类中。
代码示例如下:
@file:JvmName("MyExample")package com.easy.kotlin/** * Created by jack on 2017/5/29. */import java.util.Dateimport java.text.SimpleDateFormatfun main(args: Array<String>) { println("Hello, world!") println(SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss").format(Date())) println(helloKotlin())}fun helloKotlin():String { val words = mutableListOf<String>() words.add("Hello") words.add("Kotlin!") words.add(java.util.Date().toString()) return words.joinToString(separator=" ")}
添加了如下代码
@file:JvmName("MyExample")package com.easy.kotlin
反编译后:
// ================com/easy/kotlin/MyExample.class =================// class version 50.0 (50)// access flags 0x31public final class com/easy/kotlin/MyExample { // access flags 0x19 public final static main([Ljava/lang/String;)V .... // access flags 0x19 public final static helloKotlin()Ljava/lang/String; ....}
我们可以看到:类名变成了MyExample。
简洁,使用更少的代码做更多的事
在我看来,Kotlin很关键的一个优点就是简洁。相对于Java,使用Kotlin往往能够用更少的代码获得更多的功能。这有什么好处呢?很简单,写的代码越少,逻辑越清晰,所犯的错误就会越少。
- 数据类
数据类大量重复的getter和setter相信会是很多人在开发过程中吐槽的一个点。举一个很经典的例子,我们需要一个Person的数据类。
在Java中,需要这么写:
public class Person {
private String name;
private int age;
private int sex;
private float height;
public Person(String name, int age, int sex, float height) { this.name = name; this.sex = sex; this.age = age; this.height = height;}public String getName() { return name;}public void setName(String name) { this.name = name;}public int getAge() { return age;}public void setAge(int age) { this.age = age;}public int getSex() { return sex;}public void setSex(int sex) { this.sex = sex;}public float getHeight() { return height;}public void setHeight(float height) { this.height = height;}@Overridepublic String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", sex=" + (sex == 0 ? "男" : "女") + ", height=" + height + '}';
}
在Kotlin里,我们只需要一行代码就能完成以上的功能:
data class Person(var name: String,
var age: Int,
var sex: Int,
var height: Float)
Kotlin提供的数据类会让你自动获得所需的getter、setters、toString(),这很大程度上减少了大量重复的工作。当然,我们也可以很轻松的去覆盖这些函数,做自定义的事情,但是在大多数情况下,只需声明类和属性就已经足够了。
- 区间表达式
在Java中我们经常要写这样的代码,
for(int i = 0; i <= 10; i++){
System.out.println(i)
}
但是在Kotlin中,支持 .. 操作符形式的区间表达式,我们转换成Kotlin就变成了这样:
for(i in 0..10){
println(i)
}
是不是简洁优雅很多,不仅如此,还有更多相关的功能。
//倒序迭代
for(i in 10 downTo 0){
...
}
//步长为2的迭代
for(i in 0..10 setp 2){
...
}
//i在[0,10)区间,排除了10
for(i in 0 until 10){
...
}
- Lamda表达式
Java在Java8才支持Lamda语法,在Kotlin里完全支持。有对比才有差距,看例子:
Java中:
btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
//dosomething
}});
Kotlin中:
btn.setOnClickListener { //dosomething }
- 类扩展
类扩展是一个超级强大的功能,我终于可以摆脱大量的Util工具类了。:)
看一个例子:
fun MutableList<Int>.swap(index1: Int, index2: Int) {
val tmp = this[index1] // 'this' 对应该列表
this[index1] = this[index2]
this[index2] = tmp
}
}
//使用
val l = mutableListOf(1, 2, 3)
l.swap(0, 2) // 'swap()' 内部的 'this' 得到 'l' 的值
是不是功能强大且代码简洁优雅?当然,扩展并不能真正的修改它所扩展的类。通过定义一个扩展,我们并没有在一个类中插入新的方法,仅仅是可以通过该类型的变量用点表达式来调用这个新函数。 口说无凭,我们来看看Kotlin编译后的字节码:
定义:
public final class ExtensionKt {
// access flags 0x19
// signature (Ljava/util/List<Ljava/lang/Integer;>;II)V
// declaration: void swap(java.util.List<java.lang.Integer>, int, int)
public final static swap(Ljava/util/List;II)V
@Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;() // invisible, parameter 0
L0
ALOAD 0
LDC "$receiver"
INVOKESTATIC kotlin/jvm/internal/Intrinsics.checkParameterIsNotNull (Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V
L1
LINENUMBER 6 L1
ALOAD 0
ILOAD 1
INVOKEINTERFACE java/util/List.get (I)Ljava/lang/Object;
CHECKCAST java/lang/Number
INVOKEVIRTUAL java/lang/Number.intValue ()I
ISTORE 3
L2
LINENUMBER 7 L2
ALOAD 0
ILOAD 1
ALOAD 0
ILOAD 2
INVOKEINTERFACE java/util/List.get (I)Ljava/lang/Object;
INVOKEINTERFACE java/util/List.set (ILjava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
POP
L3
LINENUMBER 8 L3
ALOAD 0
ILOAD 2
ILOAD 3
INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer;
INVOKEINTERFACE java/util/List.set (ILjava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
POP
L4
LINENUMBER 9 L4
RETURN
L5
LOCALVARIABLE tmp I L2 L5 3
LOCALVARIABLE $receiver Ljava/util/List; L0 L5 0
LOCALVARIABLE index1 I L0 L5 1
LOCALVARIABLE index2 I L0 L5 2
MAXSTACK = 4
MAXLOCALS = 4
// compiled from: extension.kt
}
使用:
L1
LINENUMBER 11 L1
ALOAD 1
ICONST_0
ICONST_2
INVOKESTATIC ExtensionKt.swap (Ljava/util/List;II)V
L2
可以看出,Kotlin在编译时会以所在文件名extension创建静态类ExtensionKt,并将定义的扩展方法swap编译成静态方法供外部调用。
在Java中形式大致是这样:
public final class ExtensionKt {
public static final void swap(@NotNull List list, int index1, int index2) {
int tmp = ((Number)list.get(index1)).intValue();
list.set(index1, receiver.get(index2));
list.set(index2, Integer.valueOf(tmp));
}
}
所以在底层,其实就是我们平时所写的Util工具类,但是Kotlin默认帮我们实现了,我们只需更简洁的编写调用就好了。
安全,避免NPE空指针异常
- 空安全
这是一个让人又爱又恨的特性。一直以来,NullPointException空指针异常在开发中是最低级也最致命的问题。我们往往需要进行各种null的判断以试图去避免NPE的发生。Kotlin基于这个问题,提出了一个空安全的概念,即每个属性默认不可为null。
举个例子。
var a: String = "abcd"
a = null //编译错误
如果要允许为空,我们需要手动声明一个变量为可空字符串类型,写为String?
var a: String? = "abcd"
a = null //编译成功
那怎么实现默认不可为Null呢? 我们来看一下字节码:
@Lorg/jetbrains/annotations/NotNull;() // invisible
L0
LINENUMBER 10 L0
GETSTATIC PersonKt.a : Ljava/lang/String;
ARETURN
L1
//init
static <clinit>()V
L0
LINENUMBER 10 L0
LDC "abcd"
PUTSTATIC PersonKt.a : Ljava/lang/String;
RETURN
MAXSTACK = 1
MAXLOCALS = 0
可以看到Kotlin对变量进行了NotNull注解。翻译成Java代码:
@NotNull
String a = "abcd"
不仅如此,为了避免NPE异常,Kotlin做了一件很有趣的事:当你允许属性可空时,Kotlin编译器将不允许你在未经检查的情况下引用它。
var person: Person? = null
person.name = "shinelw" //编译失败
person?.name = "shinelw" //编译成功
如上面的代码所示,当person对象可为null时,必须强制使用 ?. 来进行null检查。看看 ?. 在字节码里的样子,
LINENUMBER 13 L1ALOAD 0DUPIFNULL L2LDC "shinelw"INVOKEVIRTUAL Person.setName (Ljava/lang/String;)VGOTO L3
L2
POP
L3
可见,在person获取name属性的时候进行了null的判断,翻译成java代码:
Person person = (Person)null;
if(person != null) {
person.setName("shinelw");
}
这么看来,空安全特性的确带来了巨大的好处,极大程度上避免了空指针异常的出现。然而,世上没有十全十美的东西。空安全在开发过程中给我带来了很多幸福的烦恼。举个例子,以前用Java是这样的:
public class A {
String a;
String b;
String c;
}
现在呢,Kotlin中是这样的:
class A {
var a: String? = null
var b: String? = null
var c: String? = null
}
看出区别了吗?
在Kotlin中我们需要在定义变量是就必须给出初始值。开发过程中,很多情况下变量在定义时尚不知道要赋何值的,Kotlin强制初始化赋值让整个代码看起来很“怪异”。对我来说,如果一个变量可为null时,它应该是隐含地就默认给予了null值。
我希望应该是这样的,
class A {
var a: String? //默认值为null
var b: String? //默认值为null
var c: String? //默认值为null
}
虽然说Kotlin提供了lateinit类型懒加载的方式进行初始化,但是也并不能很好的支持全部情况,它只能用于var的属性,并且只能在属性没有自定义getter或者setter时候使用。属性的类型必须是非空值,并且它不能使原始类型。
当然,我们换个角度,从语言设计的角度来说,Kotlin这么设计又是很合理的。所有属性要求强制显式的初始化能够更容易的推理代码,明确每个属性在何时何地初始化。
总的来说,空安全机制所做的事情就是,让我们原本在逻辑代码中进行大量判空的工作转移到了初始化上,并很大程度地减轻了工作量。
更优雅,遵循Effective Java设计
- 类默认不可继承
《Effective Java》提出一种观点:组合优于继承,避免滥用继承。要么为继承而设计,并提供文档说明,要么就禁止继承。至于为什么这么说呢,我见过一句话很形象:摊开来的代码,比叠起来的代码,更加一目了然。详细可以自行阅读《Effective Java》。
Kotlin默认类是final类型的,即每个类默认不可继承。只有你真的需要继承的时候,再通过open声明使用,声明方式如下:
open class A
- 更有效地使用构建器模式
我们建议使用构建器模式,当Java的构造器存在多个可选的参数时,情况就会变得很复杂,代码冗长,也更容易出错。Kotlin提供了一种更有效的构造器方式,通过默认参数的功能实现。
data class Person(var name: String,
var age: Int = 18,
var sex: Int = 0,
var height: Float = 1.8f
var weight: Float = 60f)
//创建对象
val person: Person = Person(name="shinelw",
age = 10,
height = 1.7f)
- 单例模式
Kotlin默认提供了单例模式的模板,通过object关键字即可实现。
object Singleton {
//各种函数
fun a(){...}
...
}
//使用时
Singleton.a()
完全不需要手动构建,看上去很好。但是我有一点质疑,它是不是线程安全的,是不是懒加载的。随后通过Kotlin编译器得到字节码,然后再反编译回Java代码。是长这样子的:
public class Singleton {
public static final Singleton INSTANCE;
public final void a() {
}
private Singleton() {
INSTANCE = (Singleton)this;
}
static {
new Singleton();
}
}
糟糕的是,从上面代码可以看出,Kotlin的object只是一个最简单的饿汉式的单例模式。在第一次加载类到内存的时候就会初始化,虽然它是线程安全的,但是不完美,对吗?
如果你是一个追求完美的人,下面是类似于静态内部类方式实现的单例模式,懒加载且线程安全。缺点是跟Java一样,需要手动构建。:)
class Singleton private constructor(){
companion object {
fun getInstance(): Singleton {
return SingletonHolder.instance
}
}
private object SingletonHolder {
val instance: Singleton = Singleton()
}
//各种函数..fun a(){}
}
- 重载必须使用override
Java中对于重载的注解@Override不是强制的,一旦项目代码很复杂,这将是一场灾难。当你分不清哪些是重载方法时,对方法进行参数修改是灾难性的。Kotlin基于这点,要求重载方法时必须加上override关键字。如果没写,编译器将会报错,强制你加上。
override fun a(){...}
完全兼容,与Java互操作
这是Kotlin与Scala相比,优势突出的一点。我们可以在Kotlin中调用现存的Java代码,并且也能在Java代码中顺利的调用Kotlin代码。这意味着我们可以马上在现有的Java项目中使用上Kotlin,同时所有之前旧的Java也一样有效。
这是很关键,也是我之所以很看好Kotlin的一个原因。
至于怎么相互调用操作,请大家看官方文档关于Java互操作的部分。
这里只说一个方面,关于空安全方面。
因为Java中的任何应用都可以为null,但是在Kotlin中是默认不可为null的,这使得Kotlin对来自Java的对象要求严格空安全是不现实的。Java声明的类型在Kotlin中会被特别对待,称之为平台类型。对这种类型的空检查会放宽,因此他们的安全保证与Java中是相同的。
看下面的例子:
public class Person{
public String getName(){
return null;
}
}
val person = Person()
val name = person.name // 编译通过 运行值为null
name本是非null变量,因为调用Java对象所以变成平台类型,放宽了类型空检查。
当然,如果你想要延续Kotlin严格空安全机制的话,可是有办法滴。我们需要在编写Java代码时加上@NotNull注解,这个很熟悉吧,在介绍空安全机制的时候说过Kotlin在实现默认非null属性就是这么实现的。然后代码就变成了这样,
public class Person{
public @NotNull String getName(){
return null;
}
}
然后在运行的时候就会报以下的错误:
Exception in thread "main" java.lang.IllegalStateException: @NotNull method Person.getName must not return null
at Person.$$$reportNull$$$0(Person.java)
at Person.getName(Person.java:9)
at MainKt.main(main.kt:7)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:147)
总结
总而言之,经过短短一个月的Kotlin使用,在实际项目中开发展现出的特性应用是让我感到兴奋的。作为一名开发者,在我眼里,Kotlin设计出来不是抛开Java谈的,而是在Java的毛病的基础上,进行的再开发,拥有很多其他语言优秀的特性,同时完全兼容Java。毕竟,对于一家大企业来讲,为了一门新语言完全摒弃一个很成熟的项目进行再开发是不现实的。相反的是,对于项目中Java难于处理的逻辑,Kotlin的优势一览无余,相辅相成,Kotlin和Java配合使用时目前最完美的方案。
但不可否认的是,Kotlin真的让人感到潜力十足,值得大家去试一试。
参考资料:
1.http://kotlinlang.org/docs/reference/java-interop.html
2.
- 《Kotlin 程序设计》第九章 Kotlin与Java混合调用
- Java与Kotlin混合开发中的问题
- Kotlin-Kotlin中调用Java
- Kotlin-Java中调用Kotlin
- Kotlin与Java的共存-Java中调用kotlin代码
- Kotlin与Java的共存-kotlin调用java代码
- 《Kotlin 程序设计》第三章 Kotlin 类型系统
- 《Kotlin 程序设计》第四章 Kotlin 语法基础
- 《Kotlin 程序设计》第十章 Kotlin Native介绍
- 《Kotlin 程序设计》第十一章 Kotlin实现DSL
- kotlin调用java
- java调用kotlin注意事项
- Kotlin-39.kotlin调用Java之一(Call Java from Kotlin)
- Kotlin-43.Java调用kotlin之一(Call Kotlin from Java)
- kotlin汇总10-Java调用kotlin
- Kotlin基础教程-在kotlin中调用Java
- Kotlin基础教程-在Java中调用Kotlin
- Kotlin Primer·第三章·Kotlin 与 Java 混编
- 希尔排序 java
- 《Kotlin 程序设计》第六章 Kotlin 函数式编程(FP)
- 《Kotlin 程序设计》第七章 Kotlin 编译过程分析
- 《Kotlin 程序设计》第八章 Kotlin 集成Spring Boot开发
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- 《Kotlin 程序设计》第九章 Kotlin与Java混合调用
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- 《Kotlin 程序设计》第十一章 Kotlin实现DSL
- python 初学扩展随机数
- 《Kotlin 程序设计》第十三章 使用Kotlin开发JavaScript代码
- python—matplotlib数据可视化实例注解系列-----设置标注字体样式(matplotlib颜色库)
- 《Kotlin 程序设计》第十二章 Kotlin的多线程:协程(Coroutines)