学习Kotlin语法（四）

jdBBv7fKq · 昨天 15:31

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。
目录

let：处理可空对象，链式操作
run：对象配置 + 计算返回值
with：对非空对象执行多个操作
apply：初始化对象配置
also：附加操作（如打印日志）

<hr>Kotlin 中的作用域函数（Scope Functions）是 let、run、with、apply、also，它们可以简化对对象的操作，使代码更简洁
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letitLambda结果可空对象处理、数据转换需配合?.（object?.let）runthisLambda结果对象配置 + 返回结果计算、独立作用域需配合?.（object?.run）applythis对象本身对象初始化（链式配置属性）需配合?.（object?.apply）withthisLambda结果对已有非空对象批量操作需自行处理空安全alsoit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}