2011年，JetBrains宣佈開發Kotlin編程語言。這門新語言可以用來編寫在Java虛擬機上運行的代碼，是Java和Scala語言之外的又一選擇。六年後，Google宣佈，Kotlin正式獲得官方支持，可用於Android應用開發。
Kotlin的應用範圍迅速擴展，它從一門前途光明的編程語言搖身一變，成了這個世界上最重要的移動操作系統的欽定開發語言。Kotlin語法簡潔，具備現代高級語言特性，並且能和Java遺留代碼無縫互操作。因為具備這些優勢，今天，越來越多的大公司已開始接納Kotlin，如Google、Uber、Netflix、Capital One、Amazon等。
為什麼要學Kotlin
要想知道為什麼Kotlin廣受歡迎，首先要理解Java在現代軟件開發領域中所扮演的角色。這兩門語言聯繫得非常緊密，因為很多時候，Kotlin代碼的開發目標就是要在Java虛擬機上運行。
Java語言比較穩健，久經考驗。多年來，它一直是最常用的一種編程語言，造就了龐大的生產代碼庫。自從1995年Java問世以來，對於優秀的編程語言應滿足什麼條件，人們已通過實踐積攢了很多經驗教訓。然而，Java卻裹足不前，開發者喜歡的很多現代語言高級特性，它都沒有，或者遲遲才加入。
Kotlin從這些經驗教訓中受益良多，而Java（和其他語言，比如Scala）中的某些早期設計卻愈顯陳舊。脫胎於舊語言，Kotlin解決了它們的很多痛點，進化成了一門優秀的語言。相比Java，Kotlin進步巨大，帶來了更可靠的開發體驗。
作為一門新秀語言，Kotlin不僅支持編寫代碼在虛擬機上運行，而且還是一門跨平臺的通用型語言：你可以用Kotlin開發各種類型的原生應用，如macOS應用、Windows應用、JavaScript應用，當然還有Android應用。平臺獨立性意味著Kotlin有各種各樣的用途。
下面我們就來體驗一下Kotlin。
Kotlin應用開發初體驗
下面我們來學習使用IntelliJ IDEA開發首個Kotlin應用。藉此，來熟悉開發環境，創建Kotlin新項目，編寫並運行Kotlin代碼，以及查看輸出結果。本文創建的是一個沙盒項目，可演練代碼，以學習理解本文中的各種新概念。
一、安裝IntelliJ IDEA
IntelliJ IDEA是一套Kotlin集成開發環境。JetBrains公司創建了Kotlin語言並打造出了這套開發工具。開始學習前，請先訪問JetBrains公司網站https://www.jetbrains.com/idea/download，下載IntelliJ IDEA社區開發版軟件（見圖1）。
圖1 下載IntelliJ IDEA社區開發版軟件
下載完畢後，請參考https://www.jetbrains.com/help/idea/install-and-set-up-product.html網頁，完成對應平臺IntelliJ IDEA開發工具的安裝與配置。
IntelliJ IDEA簡稱IntelliJ，能幫助開發者編寫風格良好的Kotlin代碼。利用其內建工具，運行、調試、檢查以及重構代碼的整個開發過程能無縫銜接，一氣呵成。有鑑於此，我們推薦使用IntelliJ做Kotlin開發。若想進一步瞭解使用IntelliJ做Kotlin開發的理由，請接著往下閱讀。
二、第一個Kotlin項目
Kotlin語言及強大的開發環境都有了，接下來只剩一件事要做：學會流暢運用Kotlin語言。作為首個練手任務，我們來創建一個Kotlin項目。
啟動IntelliJ。如圖2所示，映入眼簾的是IntelliJ IDEA的歡迎界面。
圖2 歡迎界面
若非首次安裝使用，IntelliJ會直接打開上一個項目。要回到歡迎界面，選擇File → Close Project關閉項目即可。
單擊Create New Project選項，會看到如圖3所示的創建新項目對話框。
圖3 創建新項目對話框
在創建新項目對話框中，選擇左側的Kotlin選項，然後選擇右邊出現的Kotlin/JVM選項，結果如圖4所示。
圖4 創建一個Kotlin/JVM項目
除了Kotlin，IntelliJ還支持Java、Python、Scala以及Groovy等其他編程語言。選擇Kotlin/JVM就是告訴IntelliJ你要用Kotlin編程。更確切地講，就是要編寫面向並且在Java虛擬機上運行的Kotlin代碼。順便提一下，Kotlin還有個優勢：內置的工具鏈支持編寫能在不同操作系統和平臺上運行的Kotlin代碼。
（從現在起，提到Java虛擬機，都以Java開發社區常用的JVM來替代。後面還會介紹更多有關面向JVM的知識。）
單擊Next按鈕繼續。你會看到新項目設置界面，如圖5所示。輸入“Sandbox”作為項目名稱，IntelliJ會自動給出默認項目路徑。如有需要，可以單擊右側的…按鈕自定義項目路徑。在Project SDK的下拉框中點選Java 1.8，這樣，新項目就關聯上了JDK 8。
圖5 給新項目命名
你可能會問，編寫Kotlin程序為什麼需要JDK？答案就是，為了把Kotlin代碼轉譯為字節碼（稍後詳述），IntelliJ需要JDK提供JVM和Java工具。理論上講，JDK 6及其後的版本都能用，但是經驗表明，至本書撰稿之時，還是JDK 8用起來更順暢。
如果在Project SDK下拉框裡看不到Java 1.8，說明你還沒有安裝過JDK 8。繼續學習之前，請先訪問https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html，下載相應平臺的安裝包完成安裝，然後重啟IntelliJ使其生效。最後，按照前述步驟從頭開始創建新項目。
言歸正傳，確認新項目設置如圖5所示，然後單擊Finish按鈕。
如圖6所示，IntelliJ隨即創建一個名為Sandbox的新項目，並在默認的雙面板視圖裡顯示出來。反映在硬盤上，IntelliJ會在項目指定路徑創建一個文件夾、一系列子文件夾以及對應的項目文件。
圖6 默認的雙面板視圖
圖6中，左面板顯示的是項目工具窗口。右面板現在空著。待會你會看到，這裡會顯示編輯器窗口，供你查看和編輯Kotlin代碼文件。先來看左邊的項目工具窗口。單擊項目名稱Sandbox左側的展開箭頭，可以展現項目包含的文件，如圖7所示。
圖7 項目視圖
在IntelliJ中，項目 既包含我們應用的所有源代碼，也包含有相關的依賴和配置信息。項目可以分成一個或多個類似於子項目的模塊。新建項目默認含有一個模塊，對於簡單的Kotlin項目來說，一個就夠了。
如圖7所示，Sandbox.iml文件包含項目模塊的配置信息。.idea文件夾存放整個項目的設置文件，以及用戶在IDE中和項目交互相關的設置文件（例如，當前編輯器打開了哪個文件）。上述文件都是系統自動生成的，現在不用管它們。
External Libraries項包含項目依賴庫的信息。單擊展開該項，可以看到，IntelliJ已自動為項目添加了Java 1.8以及KotlinJavaRuntime依賴庫。
想了解更多有關IntelliJ項目結構的知識，請訪問JetBrains文檔網址：https://www.jetbrains.org/intellij/sdk/docs/basics/project_structure.html。
src文件夾用來存放為Sandbox項目創建的所有Kotlin代碼文件。好了，是時候來創建並編輯首個Kotlin代碼文件了。
1. 創建首個Kotlin文件
在項目工具窗口中，右擊src文件夾。如圖8所示，在彈出的菜單中，依次選擇New和Kotlin File/Class菜單項。
圖8 新建一個Kotlin文件
在New Kotlin File/Class對話框中，在Name處輸入文件名“Hello”，保持Kind處的File選項不變（見圖9）。
圖9 給Kotlin文件命名
單擊OK按鈕確認。如圖10所示，IntelliJ隨即新建了src/Hello.kt這樣一個項目文件，同時在IntelliJ右邊窗口的編輯器裡打開該文件。我們知道，.java後綴用於Java文件，.py後綴用於Python文件，同樣，.kt後綴說明新建文件存放著Kotlin代碼。
圖10 編輯器中的Hello.kt空文件
現在，可以開始編寫Kotlin代碼了。在Hello.kt編輯器中，動動手，輸入代碼清單1-1所示的代碼。
注意，本文中所有需要讀者輸入的代碼都顯示為粗體。
代碼清單1-1 “Hello,World!”Kotlin語言版（Hello.kt）
fun main(args: Array) {
println("Hello, world!")
}
不太明白剛剛輸入的代碼？不要擔心，之後你一定能自然、流利地讀寫Kotlin代碼。現在只要大致知道是輸出“Hello,World!”字符串就可以了。
代碼清單1-1中的代碼定義了一個main新函數。函數實際就是一組可以稍後運行的代碼指令。
對於Kotlin語言來講，main函數有特別的意義。它是應用程序開始啟動的地方，又稱為應用程序入口點。Sandbox或任何應用程序要能運行，都必須定義這樣的入口點。
上述代碼中的main函數僅包含一條指令（也叫語句）：println("Hello, world!")。println()也是個函數，內置於
Kotlin標準庫中。Sandbox應用程序一旦運行，println("Hello, world!")就會執行，IntelliJ隨即在屏幕上輸出圓括號中的Hello, world!字符串。2.運行Kotlin文件
如圖11所示，一旦輸入完代碼清單1-1中的代碼，在第一行代碼左側，會出現一個綠色的運行按鈕
如果綠色運行按鈕沒出現，或者Hello.kt文件名或某段代碼下方被打上了紅色波浪線，則說明代碼有誤，請對照代碼清單1-1仔細核對修改。另外，如果看到Kotlin的紅藍K標誌也沒問題，它相當於運行按鈕。
圖11 運行按鈕
代碼無誤的話，Hello, world!應用程序就可以運行了。如圖12所示，單擊運行按鈕，選擇Run ‘HelloKt’菜單項。這相當於告訴IntelliJ，你想看著應用程序運行起來。
圖12 運行Hello.kt文件
應用程序運行時，IntelliJ就一行一行執行花括號（{}）裡的代碼，同時在IDE界面底部顯示兩個新工具窗口，如圖13所示。
圖13 運行和事件日誌工具窗口
圖13中，左邊是運行工具窗口，又叫控制檯（後續都這樣稱呼）。控制檯顯示IntelliJ執行應用程序時產生的各種信息，也包括應用程序本身的輸出。就本例來說，你會看到控制檯顯示Hello, world!字符串，還會看到標誌應用程序成功執行的語句：Process finished with exit code 0。這條語句會出現在控制檯各種輸出信息的最後。
macOS用戶可能會看到紅色的錯誤文本，指出JavaLauncherHelper有問題，如圖13所示。不要擔心。這是在macOS上安裝Java運行時環境的方式所帶來的副作用。要想移除它得費一番工夫，不過這個問題並沒有什麼影響，所以大可忽略它，繼續操作。
圖13中，右邊是事件日誌工具窗口。該窗口顯示IntelliJ為應用程序執行所做工作的相關信息。顯然，控制檯才是我們要關心的地方，所以事件日誌窗口後續不會再提起。（同理，你也不用管事件日誌窗口在應用程序運行時是否打開。）要關閉事件日誌窗口，單擊右上角的隱藏按鈕
即可。
編譯並運行Kotlin代碼
從點選Run ‘HelloKt’菜單項至控制檯輸出Hello, World!結果只需很短的時間，但後臺實際已忙活了不少事。
首先，IntelliJ使用kotlinc-jvm編譯器編譯Kotlin代碼。具體來講，就是把Kotlin代碼轉換為JVM語言：字節碼。轉換過程中，如有問題，kotlinc-jvm會報錯並給出排錯提示；一切順利的話，IntelliJ就進入執行階段。
在執行階段，kotlinc-jvm生成的字節碼會在JVM上執行。控制檯隨後會打印程序輸出，例如，在JVM一條條執行指令時，調用println()函數會輸出傳入其中的文字。
字節碼指令執行完畢後，JVM隨即終止。IntelliJ在控制檯顯示終止狀態，告訴用戶執行成功完成或是有錯並給出錯誤碼。
這裡要說的是，即使不能完全理解Kotlin的編譯過程，也不妨礙你閱讀本文及接下來的內容。
三、Kotlin REPL
就像拿張稿紙就某個計算一步步演算那樣，有時候，你可能需要測試一小段Kotlin代碼，看看運行結果如何。這在學習Kotlin語言時非常有用。幸運的是，IntelliJ就提供了這種工具，能夠實現無須創建文件就快速測試代碼。該工具叫作Kotlin REPL。稍後會解釋REPL的含義，現在先打開它，看看能用它做些什麼。
如圖14所示，在IntelliJ中，選擇Tools → Kotlin → Kotlin REPL打開Kotlin REPL工具窗口。
圖14 打開Kotlin REPL工具窗口
如圖15所示，IntelliJ會在底部顯示REPL窗口。
圖15 Kotlin REPL工具窗口
你可以在裡面輸入代碼，就像使用代碼編輯器一樣，但有一點不同：REPL不用編譯整個項目，就能立即給出結果。
在REPL中輸入代碼清單1-2所示的代碼。
代碼清單1-2 “Hello, Kotlin!”（REPL）
println("Hello, Kotlin!")
輸入完成後，按Command-Return（Ctrl-Return）組合鍵在REPL中執行代碼。如圖16所示，很快，你就會在下面看到Hello, Kotlin!輸出結果。
圖16 執行代碼
REPL是英文單詞read（讀取）、evaluate（求值）、print（輸出）和loop（循環）的首字母縮寫。整個運轉流程如下：在提示符下輸入一段代碼，然後單擊REPL左側的綠色運行按鈕或按Command-Return（Ctrl-Return）組合鍵提交。REPL讀取代碼，代碼求值（運行代碼），輸出 結果或副作用結果。運行完畢，REPL交回控制權，循環再次開始。
Kotlin之旅已然啟航！你在本文學了不少內容，已為進一步掌握Kotlin編程打下基礎。接下來可以繼續跟著《Kotlin編程權威指南》的第2章（在圖靈社區免費開放，點擊閱讀原文跳轉），繼續探索Kotlin語言的細節，學習如何使用變量、常量以及各種數據類型。
——本文內容節選自《Kotlin編程權威指南》
它源自大名鼎鼎的Big Nerd Ranch訓練營培訓講義，該訓練營已經為Google、Facebook、微軟等行業巨頭培養了眾多專業人才。通過搭建各種示例項目，在實踐中掌握Kotlin。
補充內容
四、深入學習：為什麼要用IntelliJ
任何文本編輯器都可以用來編寫Kotlin代碼，不過，我們推薦使用IntelliJ，尤其是在學習這門語言的時候。如同憑藉文字處理軟件的拼寫和語法檢查功能，能更輕鬆地寫出規範的文章一樣，IntelliJ也更便於編寫規範的Kotlin代碼。這主要體現在以下幾個方面。
- 藉助語法高亮、內容提示和代碼自動補全等功能，你可以編寫出語法和語義正確的代碼。
- 藉助應用程序運行時的斷點調試和實時代碼步進，你可以邊運行邊調試代碼。
- 藉助重構快捷命令（如重命名、導出常量）以及清理縮進和空行的代碼格式化功能，你可以重構現有代碼。
而且，由於Kotlin和IntelliJ都出自JetBrains公司，它們之間的集成設計更為細緻周全，為用戶帶來了愉快的開發體驗。另外，Android Studio基於IntelliJ開發，所以使用IntelliJ時學會的快捷操作和工具都可以直接運用。
五、深入學習：面向JVM
JVM本質上是個軟件，它知道如何執行字節碼指令。“面向JVM”就是把Kotlin代碼編譯或轉譯成Java字節碼，以實現在JVM上運行，如圖17所示。
圖17 編譯和執行流程
Windows平臺也好，macOS平臺也罷，它們都有各自的指令集。JVM搭起了字節碼與不同軟硬件平臺間的橋樑，讀取字節碼並調用平臺特有的與之匹配的指令。顯然，不同軟硬件平臺有不同版本的JVM。這樣一來，Kotlin開發人員就可以編寫平臺獨立的程序代碼，無論什麼系統平臺，都可實現一次編寫，然後編譯成字節碼，在不同設備上執行。
既然能轉換成JVM可以執行的字節碼，Kotlin也就是JVM語言。作為首門JVM語言，Java最為知名。在後來者，如Scala和Kotlin語言中，開發人員揚長避短，已消除了“前輩”Java的一些弊端。
不過，Kotlin並未侷限於JVM。如今，Kotlin已能編譯成JavaScript，甚至能脫離虛擬機層，直接編譯成可以在Windows、Linux和macOS平臺上運行的原生二進制代碼。
六、挑戰練習：使用REPL研究Kotlin中的算數運算符
《Kotlin編程權威指南》很多章最後都配有挑戰練習。請獨立完成它們，以加深對Kotlin語言的理解，積累更多經驗。
使用REPL研究Kotlin中的+、-、*、/以及%這些算數運算符是如何工作的。例如，在REPL中，嘗試輸入(9+12)*2。結果符合預期嗎？
還想深入研究的話，可以看看https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.math/index.html網頁列出的Kotlin標準庫裡的數學函數，在REPL裡做做演練。例如，試試minOf (94, -99)，求出最小值。
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