2011年，JetBrains宣布开发Kotlin编程语言。这门新语言可以用来编写在Java虚拟机上运行的代码，是Java和Scala语言之外的又一选择。六年后，Google宣布，Kotlin正式获得官方支持，可用于Android应用开发。
Kotlin的应用范围迅速扩展，它从一门前途光明的编程语言摇身一变，成了这个世界上最重要的移动操作系统的钦定开发语言。Kotlin语法简洁，具备现代高级语言特性，并且能和Java遗留代码无缝互操作。因为具备这些优势，今天，越来越多的大公司已开始接纳Kotlin，如Google、Uber、Netflix、Capital One、Amazon等。
为什么要学Kotlin
要想知道为什么Kotlin广受欢迎，首先要理解Java在现代软件开发领域中所扮演的角色。这两门语言联系得非常紧密，因为很多时候，Kotlin代码的开发目标就是要在Java虚拟机上运行。
Java语言比较稳健，久经考验。多年来，它一直是最常用的一种编程语言，造就了庞大的生产代码库。自从1995年Java问世以来，对于优秀的编程语言应满足什么条件，人们已通过实践积攒了很多经验教训。然而，Java却裹足不前，开发者喜欢的很多现代语言高级特性，它都没有，或者迟迟才加入。
Kotlin从这些经验教训中受益良多，而Java（和其他语言，比如Scala）中的某些早期设计却愈显陈旧。脱胎于旧语言，Kotlin解决了它们的很多痛点，进化成了一门优秀的语言。相比Java，Kotlin进步巨大，带来了更可靠的开发体验。
作为一门新秀语言，Kotlin不仅支持编写代码在虚拟机上运行，而且还是一门跨平台的通用型语言：你可以用Kotlin开发各种类型的原生应用，如macOS应用、Windows应用、JavaScript应用，当然还有Android应用。平台独立性意味着Kotlin有各种各样的用途。
下面我们就来体验一下Kotlin。
Kotlin应用开发初体验
下面我们来学习使用IntelliJ IDEA开发首个Kotlin应用。借此，来熟悉开发环境，创建Kotlin新项目，编写并运行Kotlin代码，以及查看输出结果。本文创建的是一个沙盒项目，可演练代码，以学习理解本文中的各种新概念。
一、安装IntelliJ IDEA
IntelliJ IDEA是一套Kotlin集成开发环境。JetBrains公司创建了Kotlin语言并打造出了这套开发工具。开始学习前，请先访问JetBrains公司网站https://www.jetbrains.com/idea/download，下载IntelliJ IDEA社区开发版软件（见图1）。
图1 下载IntelliJ IDEA社区开发版软件
下载完毕后，请参考https://www.jetbrains.com/help/idea/install-and-set-up-product.html网页，完成对应平台IntelliJ IDEA开发工具的安装与配置。
IntelliJ IDEA简称IntelliJ，能帮助开发者编写风格良好的Kotlin代码。利用其内建工具，运行、调试、检查以及重构代码的整个开发过程能无缝衔接，一气呵成。有鉴于此，我们推荐使用IntelliJ做Kotlin开发。若想进一步了解使用IntelliJ做Kotlin开发的理由，请接着往下阅读。
二、第一个Kotlin项目
Kotlin语言及强大的开发环境都有了，接下来只剩一件事要做：学会流畅运用Kotlin语言。作为首个练手任务，我们来创建一个Kotlin项目。
启动IntelliJ。如图2所示，映入眼帘的是IntelliJ IDEA的欢迎界面。
图2 欢迎界面
若非首次安装使用，IntelliJ会直接打开上一个项目。要回到欢迎界面，选择File → Close Project关闭项目即可。
单击Create New Project选项，会看到如图3所示的创建新项目对话框。
图3 创建新项目对话框
在创建新项目对话框中，选择左侧的Kotlin选项，然后选择右边出现的Kotlin/JVM选项，结果如图4所示。
图4 创建一个Kotlin/JVM项目
除了Kotlin，IntelliJ还支持Java、Python、Scala以及Groovy等其他编程语言。选择Kotlin/JVM就是告诉IntelliJ你要用Kotlin编程。更确切地讲，就是要编写面向并且在Java虚拟机上运行的Kotlin代码。顺便提一下，Kotlin还有个优势：内置的工具链支持编写能在不同操作系统和平台上运行的Kotlin代码。
（从现在起，提到Java虚拟机，都以Java开发社区常用的JVM来替代。后面还会介绍更多有关面向JVM的知识。）
单击Next按钮继续。你会看到新项目设置界面，如图5所示。输入“Sandbox”作为项目名称，IntelliJ会自动给出默认项目路径。如有需要，可以单击右侧的…按钮自定义项目路径。在Project SDK的下拉框中点选Java 1.8，这样，新项目就关联上了JDK 8。
图5 给新项目命名
你可能会问，编写Kotlin程序为什么需要JDK？答案就是，为了把Kotlin代码转译为字节码（稍后详述），IntelliJ需要JDK提供JVM和Java工具。理论上讲，JDK 6及其后的版本都能用，但是经验表明，至本书撰稿之时，还是JDK 8用起来更顺畅。
如果在Project SDK下拉框里看不到Java 1.8，说明你还没有安装过JDK 8。继续学习之前，请先访问https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html，下载相应平台的安装包完成安装，然后重启IntelliJ使其生效。最后，按照前述步骤从头开始创建新项目。
言归正传，确认新项目设置如图5所示，然后单击Finish按钮。
如图6所示，IntelliJ随即创建一个名为Sandbox的新项目，并在默认的双面板视图里显示出来。反映在硬盘上，IntelliJ会在项目指定路径创建一个文件夹、一系列子文件夹以及对应的项目文件。
图6 默认的双面板视图
图6中，左面板显示的是项目工具窗口。右面板现在空着。待会你会看到，这里会显示编辑器窗口，供你查看和编辑Kotlin代码文件。先来看左边的项目工具窗口。单击项目名称Sandbox左侧的展开箭头，可以展现项目包含的文件，如图7所示。
图7 项目视图
在IntelliJ中，项目 既包含我们应用的所有源代码，也包含有相关的依赖和配置信息。项目可以分成一个或多个类似于子项目的模块。新建项目默认含有一个模块，对于简单的Kotlin项目来说，一个就够了。
如图7所示，Sandbox.iml文件包含项目模块的配置信息。.idea文件夹存放整个项目的设置文件，以及用户在IDE中和项目交互相关的设置文件（例如，当前编辑器打开了哪个文件）。上述文件都是系统自动生成的，现在不用管它们。
External Libraries项包含项目依赖库的信息。单击展开该项，可以看到，IntelliJ已自动为项目添加了Java 1.8以及KotlinJavaRuntime依赖库。
想了解更多有关IntelliJ项目结构的知识，请访问JetBrains文档网址：https://www.jetbrains.org/intellij/sdk/docs/basics/project_structure.html。
src文件夹用来存放为Sandbox项目创建的所有Kotlin代码文件。好了，是时候来创建并编辑首个Kotlin代码文件了。
1. 创建首个Kotlin文件
在项目工具窗口中，右击src文件夹。如图8所示，在弹出的菜单中，依次选择New和Kotlin File/Class菜单项。
图8 新建一个Kotlin文件
在New Kotlin File/Class对话框中，在Name处输入文件名“Hello”，保持Kind处的File选项不变（见图9）。
图9 给Kotlin文件命名
单击OK按钮确认。如图10所示，IntelliJ随即新建了src/Hello.kt这样一个项目文件，同时在IntelliJ右边窗口的编辑器里打开该文件。我们知道，.java后缀用于Java文件，.py后缀用于Python文件，同样，.kt后缀说明新建文件存放着Kotlin代码。
图10 编辑器中的Hello.kt空文件
现在，可以开始编写Kotlin代码了。在Hello.kt编辑器中，动动手，输入代码清单1-1所示的代码。
注意，本文中所有需要读者输入的代码都显示为粗体。
代码清单1-1 “Hello,World!”Kotlin语言版（Hello.kt）
fun main(args: Array) {
println("Hello, world!")
}
不太明白刚刚输入的代码？不要担心，之后你一定能自然、流利地读写Kotlin代码。现在只要大致知道是输出“Hello,World!”字符串就可以了。
代码清单1-1中的代码定义了一个main新函数。函数实际就是一组可以稍后运行的代码指令。
对于Kotlin语言来讲，main函数有特别的意义。它是应用程序开始启动的地方，又称为应用程序入口点。Sandbox或任何应用程序要能运行，都必须定义这样的入口点。
上述代码中的main函数仅包含一条指令（也叫语句）：println("Hello, world!")。println()也是个函数，内置于
Kotlin标准库中。Sandbox应用程序一旦运行，println("Hello, world!")就会执行，IntelliJ随即在屏幕上输出圆括号中的Hello, world!字符串。2.运行Kotlin文件
如图11所示，一旦输入完代码清单1-1中的代码，在第一行代码左侧，会出现一个绿色的运行按钮
如果绿色运行按钮没出现，或者Hello.kt文件名或某段代码下方被打上了红色波浪线，则说明代码有误，请对照代码清单1-1仔细核对修改。另外，如果看到Kotlin的红蓝K标志也没问题，它相当于运行按钮。
图11 运行按钮
代码无误的话，Hello, world!应用程序就可以运行了。如图12所示，单击运行按钮，选择Run ‘HelloKt’菜单项。这相当于告诉IntelliJ，你想看着应用程序运行起来。
图12 运行Hello.kt文件
应用程序运行时，IntelliJ就一行一行执行花括号（{}）里的代码，同时在IDE界面底部显示两个新工具窗口，如图13所示。
图13 运行和事件日志工具窗口
图13中，左边是运行工具窗口，又叫控制台（后续都这样称呼）。控制台显示IntelliJ执行应用程序时产生的各种信息，也包括应用程序本身的输出。就本例来说，你会看到控制台显示Hello, world!字符串，还会看到标志应用程序成功执行的语句：Process finished with exit code 0。这条语句会出现在控制台各种输出信息的最后。
macOS用户可能会看到红色的错误文本，指出JavaLauncherHelper有问题，如图13所示。不要担心。这是在macOS上安装Java运行时环境的方式所带来的副作用。要想移除它得费一番工夫，不过这个问题并没有什么影响，所以大可忽略它，继续操作。
图13中，右边是事件日志工具窗口。该窗口显示IntelliJ为应用程序执行所做工作的相关信息。显然，控制台才是我们要关心的地方，所以事件日志窗口后续不会再提起。（同理，你也不用管事件日志窗口在应用程序运行时是否打开。）要关闭事件日志窗口，单击右上角的隐藏按钮
即可。
编译并运行Kotlin代码
从点选Run ‘HelloKt’菜单项至控制台输出Hello, World!结果只需很短的时间，但后台实际已忙活了不少事。
首先，IntelliJ使用kotlinc-jvm编译器编译Kotlin代码。具体来讲，就是把Kotlin代码转换为JVM语言：字节码。转换过程中，如有问题，kotlinc-jvm会报错并给出排错提示；一切顺利的话，IntelliJ就进入执行阶段。
在执行阶段，kotlinc-jvm生成的字节码会在JVM上执行。控制台随后会打印程序输出，例如，在JVM一条条执行指令时，调用println()函数会输出传入其中的文字。
字节码指令执行完毕后，JVM随即终止。IntelliJ在控制台显示终止状态，告诉用户执行成功完成或是有错并给出错误码。
这里要说的是，即使不能完全理解Kotlin的编译过程，也不妨碍你阅读本文及接下来的内容。
三、Kotlin REPL
就像拿张稿纸就某个计算一步步演算那样，有时候，你可能需要测试一小段Kotlin代码，看看运行结果如何。这在学习Kotlin语言时非常有用。幸运的是，IntelliJ就提供了这种工具，能够实现无须创建文件就快速测试代码。该工具叫作Kotlin REPL。稍后会解释REPL的含义，现在先打开它，看看能用它做些什么。
如图14所示，在IntelliJ中，选择Tools → Kotlin → Kotlin REPL打开Kotlin REPL工具窗口。
图14 打开Kotlin REPL工具窗口
如图15所示，IntelliJ会在底部显示REPL窗口。
图15 Kotlin REPL工具窗口
你可以在里面输入代码，就像使用代码编辑器一样，但有一点不同：REPL不用编译整个项目，就能立即给出结果。
在REPL中输入代码清单1-2所示的代码。
代码清单1-2 “Hello, Kotlin!”（REPL）
println("Hello, Kotlin!")
输入完成后，按Command-Return（Ctrl-Return）组合键在REPL中执行代码。如图16所示，很快，你就会在下面看到Hello, Kotlin!输出结果。
图16 执行代码
REPL是英文单词read（读取）、evaluate（求值）、print（输出）和loop（循环）的首字母缩写。整个运转流程如下：在提示符下输入一段代码，然后单击REPL左侧的绿色运行按钮或按Command-Return（Ctrl-Return）组合键提交。REPL读取代码，代码求值（运行代码），输出 结果或副作用结果。运行完毕，REPL交回控制权，循环再次开始。
Kotlin之旅已然启航！你在本文学了不少内容，已为进一步掌握Kotlin编程打下基础。接下来可以继续跟着《Kotlin编程权威指南》的第2章（在图灵社区免费开放，点击阅读原文跳转），继续探索Kotlin语言的细节，学习如何使用变量、常量以及各种数据类型。
——本文内容节选自《Kotlin编程权威指南》
它源自大名鼎鼎的Big Nerd Ranch训练营培训讲义，该训练营已经为Google、Facebook、微软等行业巨头培养了众多专业人才。通过搭建各种示例项目，在实践中掌握Kotlin。
补充内容
四、深入学习：为什么要用IntelliJ
任何文本编辑器都可以用来编写Kotlin代码，不过，我们推荐使用IntelliJ，尤其是在学习这门语言的时候。如同凭借文字处理软件的拼写和语法检查功能，能更轻松地写出规范的文章一样，IntelliJ也更便于编写规范的Kotlin代码。这主要体现在以下几个方面。
- 借助语法高亮、内容提示和代码自动补全等功能，你可以编写出语法和语义正确的代码。
- 借助应用程序运行时的断点调试和实时代码步进，你可以边运行边调试代码。
- 借助重构快捷命令（如重命名、导出常量）以及清理缩进和空行的代码格式化功能，你可以重构现有代码。
而且，由于Kotlin和IntelliJ都出自JetBrains公司，它们之间的集成设计更为细致周全，为用户带来了愉快的开发体验。另外，Android Studio基于IntelliJ开发，所以使用IntelliJ时学会的快捷操作和工具都可以直接运用。
五、深入学习：面向JVM
JVM本质上是个软件，它知道如何执行字节码指令。“面向JVM”就是把Kotlin代码编译或转译成Java字节码，以实现在JVM上运行，如图17所示。
图17 编译和执行流程
Windows平台也好，macOS平台也罢，它们都有各自的指令集。JVM搭起了字节码与不同软硬件平台间的桥梁，读取字节码并调用平台特有的与之匹配的指令。显然，不同软硬件平台有不同版本的JVM。这样一来，Kotlin开发人员就可以编写平台独立的程序代码，无论什么系统平台，都可实现一次编写，然后编译成字节码，在不同设备上执行。
既然能转换成JVM可以执行的字节码，Kotlin也就是JVM语言。作为首门JVM语言，Java最为知名。在后来者，如Scala和Kotlin语言中，开发人员扬长避短，已消除了“前辈”Java的一些弊端。
不过，Kotlin并未局限于JVM。如今，Kotlin已能编译成JavaScript，甚至能脱离虚拟机层，直接编译成可以在Windows、Linux和macOS平台上运行的原生二进制代码。
六、挑战练习：使用REPL研究Kotlin中的算数运算符
《Kotlin编程权威指南》很多章最后都配有挑战练习。请独立完成它们，以加深对Kotlin语言的理解，积累更多经验。
使用REPL研究Kotlin中的+、-、*、/以及%这些算数运算符是如何工作的。例如，在REPL中，尝试输入(9+12)*2。结果符合预期吗？
还想深入研究的话，可以看看https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.math/index.html网页列出的Kotlin标准库里的数学函数，在REPL里做做演练。例如，试试minOf (94, -99)，求出最小值。
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