学习Kotlin语法（四）

简介

在上一节，我们对Kotlin中函数的相关知识有了大致的了解，本章节我们将去了解一些Kotlin中的作用域函数。

`let`：处理可空对象，链式操作

在 Kotlin 中，let 函数通过与 安全调用操作符 ?. 结合使用，优雅地处理可空对象。以下是详细解释：

let 处理可空对象的基本原理

语法结构：可空对象?.let{ ... }

关键机制:

如果对象非空，?. 会触发 let 代码块执行，对象作为参数（默认为 it）传递给 lambda

如果对象为空，?. 会跳过 let 代码块，整个表达式返回 null ，且 lambda 中的代码 不会执行

fun main() {

    val nullableString: String? = "Hello" // 在类型后面声明 ? 为 可空对象

    val length = nullableString?.let {

        println("执行 let: 对象非空, 内容为 $it") // 非空时才会打印 输出: 执行 let: 对象非空, 内容为 Hello

        it.length // 返回长度 (最后表达式的结果)

    }

    println("字符串长度: $length") // 输出: 字符串长度: 5

    // 对象为空的时候

    val nullString: String? = null

    val nullResult = nullString?.let {

        println("因为对象为空,这里不会执行") // 被跳过

        it.length

    }

    println("空对象的结果是: $nullResult") // 输出: 空对象的结果是: null

}

如果省略安全调用符 ?. （错误示范）

直接调用 let （不加 ?.）可能会导致空指针异常（NPE）

fun main() {

    val str: String? = null

    str.let { // 编译警告：此处可能抛出 NPE！

        println(it!!.length) // 如果 str 为 null，

    }

}

/**

 * Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

 * 	at MainKt.main(main.kt:4)

 * 	at MainKt.main(main.kt)

 * */

所以必须使用 ?.let 处理可空对象

链式操作与默认值处理

结合 Elvis 操作符 ?:，可以为 let 的返回结果提供默认值：

fun main() {

    val input: String? = null

    val processed = input?.let {

        it.uppercase() // 非空时转换成大写

    } ?: "DEFAULT" // 如何 input 为 null 返回 'DEFAULT'

    println(processed) // 输出: DEFAULT

}

经典使用场景

避免空检查嵌套

data class User(val name: String = "")

fun main() {

    val user = User("NPC")

    // 传统空检查（繁琐）

    if (user != null) {

        if (user.name != null) {

            println(user.name.length) // 输出: 3

        }

    }

    // 使用 ?.let（简洁）

    user?.name?.let { println(it.length) } // 输出: 3

}

数据转换

fun main() {

    val number: Int? = "123".toIntOrNull()

    println(number) // 输出: 123

    val squared = number?.let { it * it } // 非空时计算平方，否则返回 null

    println(squared) // 输出: 15129

}

副作用操作(如打印日志)

fun main() {

    val data = "Hello Kotlin"

    data?.let {

        println("处理数据: $it")

    }

}

`run`：对象配置 + 计算返回值

在 Kotlin 中，run 是一个灵活的作用域函数，它有两种形式：扩展函数和非扩展函数。它的核心用途是在对象的上下文中执行代码块，并返回 lambda 表达式的结果。以下是 run 的详细讲解

run 的两种形式
- 形式1：拓展函数(对象引用)
```
对象.run {

    // 代码块：通过 this 访问对象

    // 最后一行作为返回值

}
```
  - 上下文: 代码内使用 this 引用对象（可省略）
  - 返回值: lambda 的最后一行结果
- 形式2：非拓展函数(独立作用域)
```
run {

    // 独立代码块（无需对象）

    // 最后一行作为返回值

}
```
  - 用途: 创建一个临时作用域，避免变量污染外部环境

示例代码

扩展函数（操作对象并返回结果）

在 Car 对象上下文中配置属性，并返回一个描述状态的字符串。

data class Car(var speed: Int = 0, var isEngineOn: Boolean = false)

fun main() {

    val carStatus = Car().run {

        this.speed = 100 // 直接访问属性(this 可省略)

        isEngineOn = true // 修改对象状态

        "车速: $speed km/h,引擎状态: ${if (isEngineOn) "开启" else "关闭"}" // 返回字符串

    }

    println(carStatus) // 输出: 车速: 100 km/h,引擎状态: 开启

}

处理可空对象（结合空安全调用?.run）

仅在对象非空时执行代码块，避免空指针异常。

fun printLengthIfNotNull(input: String?) {

    input?.run {

        println("字符串内容: $this, 长度: $length") // this 指代 input 对象

    } ?: println("输入为空")

}

fun main() {

    printLengthIfNotNull("Hello, Kotlin") // 输出: 字符串内容: Hello, Kotlin, 长度: 13

    printLengthIfNotNull(null) // 输出: 输入为空

}

非扩展形式（独立作用域）

封装临时计算逻辑，避免变量 a 和 b 泄漏到外部作用域。

fun main() {

    val result = run {

        val a = 10

        val b = 20

        a + b // 返回计算结果

    }

    println("计算结果：$result") // 输出：计算结果：30

}

高级用法

链式调用多个 run

fun main() {

    val message = "Kotlin"

        .run { uppercase() } // 转换为大写

        .run { "Message: $this" } // 添加前缀

    println(message) // 输出: Message: KOTLIN

}

与 apply 结合使用

data class Config(var host: String = "", var port: Int = 0)

fun main() {

    val config = Config().apply {

        host = "127.0.0.1" // 初始化配置

        port = 8080

    }.run {

        "服务器地址: $host:$port" // 转换为连接字符串

    }

    println(config) // 输出: 服务器地址: 127.0.0.1:8080

}

`apply`：初始化对象配置

在 Kotlin 中，apply 是一个常用的作用域函数，专门用于对象的初始化或配置。它通过简洁的语法让你在一个代码块中完成对对象属性的设置，并最终返回对象本身，以下是 apply 的详细讲解

基本语法

val 对象 = 原始对象.apply {

    // 在此配置对象的属性或调用方法

    this.property = value  // this 可省略

    method()

    // ...

}

// apply 返回原始对象，可以继续操作

示例代码

初始化对象属性

data class Person(var name: String = "", var age: Int = 0)

fun main() {

    val person = Person().apply {

        name = "Alice" // 等价于 this.name = "Alice"

        age = 30 // 直接访问属性, this 可省略

    }

    println(person) // 输出: Person(name=Alice, age=30)

}

链式配置多个属性

class Car {

    var brand: String = ""

    var speed: Int = 0

    fun start() { println("$brand 启动,速度: $speed km/h") }

}

fun main() {

    var car = Car()

        .apply { brand = "XiaoMi SU7" }

        .apply { speed = 200 }

        .apply { start() } // 输出: XiaoMi SU7 启动,速度: 200 km/h

}

替代 Builder 模式

// 传统 Builder 模式 vs apply 简化

class Dialog {

    var title: String = ""

    var message: String = ""

    fun show() { println("显示对话框：$title - $message") }

}

fun main() {

    // 传统方式

    val dialog1 = Dialog()

    dialog1.title = "提示"

    dialog1.message = "欢迎使用 Kotlin"

    dialog1.show()

    // 使用 apply（更简洁）

    val dialog2 = Dialog().apply {

        title = "提示"

        message = "欢迎使用 Kotlin"

        show() // 直接调用方法

    }

}

处理可空对象

fun configureNullableObject() {

    val nullableConfig: String? = null

    nullableConfig?.apply {

        println("配置非空对象：$this") // 此处不会执行

    } ?: println("对象为空") // 输出：对象为空

}

fun main() {

    configureNullableObject()

}

常见误区

错误：在 apply 中返回其他值

data class Person (var name: String = "",var age: Int = 0)

fun main() {

    val person = Person().apply {

        name = "Bob"

        "这是一个错误示例" // 这行代码无效

    }

    println(person)

}

正确的做法是：若需要返回计算结果，应使用 run：

data class Person (var name: String = "",var age: Int = 0)

fun main() {

    val person = Person().run {

        name = "Bob"

        "姓名: $name"

    }

    println(person) // 输出: 姓名: Bob

}

高级用法

链式调用多个作用域函数

data class File(var absolutePath: String = "") {

    fun readText() {

        // ... 读取文件操作

        println("读取文件操作")

    }

}

fun createNewFile() {

    // ... 创建文件操作

    println("创建文件操作")

}

fun main() {

    File("data.txt")

        .apply { createNewFile() }

        .also { println("文件路径: ${it.absolutePath}") }

        .readText()

}

结合 takeIf 过滤条件

data class Person(var name: String = "", var age: Int = 0)

fun main() {

    val validPerson = Person().apply {

        name = "Charlie"

        age = 25

    }.takeIf { it.age >= 18 } // 只保留成年人

    println(validPerson) // 输出：Person(name=Charlie, age=25)

}

`with`：对非空对象执行多个操作

在 Kotlin 中，with 是一个作用域函数，用于对已有对象执行多个操作，它通过将对象作为上下文（this）传递到代码块中，让代码更集中、更易读。以下是 with 的详细讲解

基本语法

val 结果 = with(对象) {

    // 在此直接访问对象的属性和方法（this 可省略）

    操作1

    操作2

    ...

    最后一行作为返回值

}

示例代码

批量操作对象属性

data class User(var name: String = "", var age: Int = 0)

fun main() {

    val user = User("Alice", 25)

    val info = with(user) {

        name = "Bob"       // 等价于 this.name = "Bob"

        age += 5           // 修改属性

        "更新后：$name, $age 岁" // 返回字符串

    }

    println(info)  // 输出：更新后：Bob, 30 岁

    println(user)  // 输出：User(name=Bob, age=30)

}

执行计算并返回结果

class Rectangle(val width: Int, val height: Int) {

    fun area() = width * height

}

fun main() {

    val rect = Rectangle(10, 20)

    val result = with(rect) {

        val perimeter = 2 * (width + height) // 访问属性

        "面积: ${area()}, 周长: $perimeter"   // 调用方法，返回字符串

    }

    println(result) // 输出：面积: 200, 周长: 60

}

处理集合操作

fun main() {

    val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)

    val summary = with(numbers) {

        val sum = sum()

        val avg = average()

        "总和: $sum, 平均值: $avg" // 返回统计结果

    }

    println(summary) // 输出：总和: 15, 平均值: 3.0

}

常见误区

错误：对可空对象直接使用 with

data class Person(var name: String = "", var age: Int = 0)

fun main() {

    val person: Person? = null

    with(person) {

        println(name) // 编译报错 Only safe (?.) or non-null asserted (!!.) calls are allowed on a nullable receiver of type Person?

    }

}

正确做法

data class Person(var name: String = "", var age: Int = 0)

fun main() {

    val user: Person? = null

    with(user ?: return) { // 如果 user 为 null，提前退出

        println(name)

    }

}

经典应用场景

集中配置对象属性

data class Person(var name: String = "", var age: Int = 0) {

    fun sout() {

        println("Name: $name, Age: $age")

    }

}

fun main() {

    val person = Person()

    with(person) {

        name = "NPC"

        age = 24

        sout() // 输出: Name: NPC, Age: 24

    }

}

数据转换与计算

fun main() {

    val list = listOf(1, 2, 3)

    val squaredSum = with(list) {

        map { it * it }.sum()

    }

    println(squaredSum) // 输出: 14

}

简化多步操作

data class File(var fileName: String ="") {

    fun createNewFile() {

        println("创建文件 $fileName")

    }

    fun exists(): Boolean {

        println("判断 $fileName 文件是否存在")

        return false

    }

    fun readText(): String {

        return "读取文件 $fileName"

    }

}

fun main() {

    val file = File("data.txt")

    val content = with(file) {

        if (!exists()) createNewFile()

        readText().uppercase()

    }

    println(content) // 输出: 读取文件 DATA.TXT

}

`also`：附加操作（如打印日志）

在 Kotlin 中，also 是一个作用域函数，专注于执行附加操作（如日志记录、验证、调试），同时保留对象本身，并支持链式调用。它不会修改对象，但允许在对象操作流程中插入“副作用”。以下是 also 的详细讲解

基本语法

val 对象 = 原始对象.also {

    // 通过 it 访问对象，执行附加操作

    // 返回原始对象（无论代码块内做了什么）

}

示例代码

打印日志(调试中间状态)

data class User(var name: String, var age: Int)

fun main() {

    val user = User("Alice", 25)

        .also { println("初始化后：$it") } // 输出：初始化后：User(name=Alice, age=25)

        .apply { age += 5 }

        .also { println("修改年龄后：$it") } // 输出：修改年龄后：User(name=Alice, age=30)

    println("最终结果：$user") // 输出：最终结果：User(name=Alice, age=30)

}

数据验证

fun processOrder(order: Order?) {

    order?.also {

        require(it.amount > 0) { "订单金额必须大于 0" }

        requireNotNull(it.customer) { "订单必须有客户信息" }

    }?.also {

        println("开始处理订单：${it.id}") // 验证通过后执行

    }

}

data class Order(val id: String, var amount: Double, var customer: String?)

fun main() {

    val validOrder = Order("123", 100.0, "Alice")

    processOrder(validOrder) // 输出：开始处理订单：123

    val invalidOrder = Order("456", -50.0, null)

    processOrder(invalidOrder) // 抛出 IllegalArgumentException

}

链式调用中插入操作

fun main() {

    val list = mutableListOf(1, 2, 3)

        .also { it.add(4) } // 添加元素

        .also { it.remove(0) } // 删除第一个元素（实际无 0，此操作为演示）

        .also { println("当前列表：$it") } // 输出：当前列表：[2, 3, 4]

    println(list) // 输出：[2, 3, 4]

}

常见误区

错误: 在 also 中尝试返回其他值

data class User(var name: String, var age: Int)

fun main() {

    // 错误！also 永远返回原始对象，忽略代码块内的返回值

    val user = User("Alice", 25).also {

        "无效的返回值" // 这行代码无意义

    }

    println(user) // 输出：User(name=Alice, age=25)

}

正确做法: 若需返回计算结果，应使用 let 或 run

data class User(var name: String, var age: Int)

fun main() {

    val info = User("Alice", 25).let {

        "${it.name} 的年龄是 ${it.age}" // 返回字符串

    }

    println(info) // 输出：Alice 的年龄是 25

}

高级用法

结合 takeIf 进行条件过滤

data class User(var name: String, var age: Int)

fun createUser(name: String?, age: Int): User? {

    return name?.let {

        User(it, age)

    }?.takeIf { it.age >= 18 } // 只保留成年人

        ?.also { println("用户创建成功：$it") } // 记录日志

}

fun main() {

    val user = createUser("Bob", 20) // 输出：用户创建成功：User(name=Bob, age=20)

    println(user) // 输出：User(name=Bob, age=20)

}

再集合操作中跟踪流程

fun main() {

    val numbers = (1..10)

        .filter { it % 2 == 0 }

        .also { println("过滤后的偶数：$it") } // 输出：过滤后的偶数：[2, 4, 6, 8, 10]

        .map { it * it }

        .also { println("平方结果：$it") } // 输出：平方结果：[4, 16, 36, 64, 100]

}

核心对比表

函数	上下文对象引用	返回值	典型场景	空安全支持
`let`	`it`	Lambda结果	可空对象处理、数据转换	需配合`?.`（`object?.let`）
`run`	`this`	Lambda结果	对象配置 + 返回结果计算、独立作用域	需配合`?.`（`object?.run`）
`apply`	`this`	对象本身	对象初始化（链式配置属性）	需配合`?.`（`object?.apply`）
`with`	`this`	Lambda结果	对已有非空对象批量操作	需自行处理空安全
`also`	`it`	对象本身	附加操作（日志、验证）、链式调用中的中间操作	需配合`?.`（`object?.also`）

上下文对象引用

data class Car(var speed: Int = 0) {

    fun accelerate() { speed += 10 }

}

fun main() {

    val car = Car().apply {

        speed = 100  // 直接访问属性（this 可省略）

        accelerate() // 直接调用方法

    }

    println(car) // 输出：Car(speed=110)

}

it （显示引用）：let 、also

fun main() {

    val list = mutableListOf(1, 2, 3)

        .also { it.add(4) } // 显式用 it 操作

        .let { it.joinToString("-") } // 转换为字符串

    println(list) // 输出：1-2-3-4

}

返回对象本身：apply 、also

data class Button(var text: String = "", var textSize: Float = 0.0f)

fun main() {

    // apply 返回对象本身，适合链式配置

    val button = Button().apply {

        text = "Submit"

        textSize = 16f

    }

    // also 返回对象本身，适合插入附加操作

    button.also { println("按钮已配置：$it") } // 输出: 按钮已配置：Button(text=Submit, textSize=16.0)

}

返回 Lambda 结果：let 、run 、also

data class Car(var speed: Int = 0) {

    fun accelerate() { speed += 10 }

}

fun main() {

    // let 返回转换后的数据

    val length = "Kotlin".let { it.length }

    println(length) // 输出: 6

    // run 返回计算结果

    val area = Car(200).run { speed * 2 }

    println(area) // 输出: 400

    // with 返回处理后的结果

    val info = with(Car()) {

        speed = 100

        "车速：$speed km/h"

    }

    println(info) // 输出: 车速: 100 km/h

}

需配合 ?. : let 、run 、 apply 、 also

fun main() {

    val nullableString: String? = null

    nullableString?.let {

        println(it.length) // 非空时执行

    } ?: println("字符串为空")

    nullableString?.apply {

        println(length) // 非空时执行

    }

}

需自行处理: with

data class User(var name: String = "", var age: Int = 0)

fun main() {

    val user: User? = User()

    user?.let {

        with(it) {  // 确保非空后使用 with

            name = "Alice"

            age = 30

        }

    }

    println(user) // 输出: User(name=Alice, age=30)

}

选择指南

是否需要返回对象本身？
- 是 → apply 或 also（根据是否需要显式 it）。
- 否 → let、run、with（根据是否需要隐式 this）。
是否需要处理可空对象？
- 是 → ?.let、?.run、?.apply、?.also。
- 否 → with 或直接使用其他函数。
是否需要链式调用中的中间操作？
- 是 → also（如记录日志）。
- 否 → 根据返回值需求选择。

混合使用示例

// 链式调用：初始化、验证、转换

data class Product(var name: String = "", var price: Double = 0.0)

fun main() {

    val productInfo = Product()

        .apply {

            name = "手机"

            price = 2999.0

        }

        .also {

            require(it.price > 0) { "价格必须大于 0" }

            println("商品已初始化：$it")

        }

        .let {

            "${it.name} 价格：${it.price} 元" // 返回字符串

        }

    println(productInfo) // 输出：手机 价格：2999.0 元

}