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空值安全

Kotlin 支援物件導向程式設計，其中包含類別與物件。物件對於在程式中儲存資料很有用。 類別允許您宣告物件的一組特性。當您從類別建立物件時，可以節省時間和精力，因為您不必每次都宣告這些特性。

要宣告一個類別，請使用 class 關鍵字：

class Customer

屬性

類別物件的特性可以在屬性中宣告。您可以為類別宣告屬性：

• 在類別名稱後的圓括號 () 內。

class Contact(val id: Int, var email: String)

• 在花括號 {} 定義的類別主體內。

class Contact(val id: Int, var email: String) {
    val category: String = ""
}

我們建議您將屬性宣告為唯讀 (val)，除非在建立類別實例後需要更改它們。

您可以在圓括號內宣告不帶 val 或 var 的屬性，但這些屬性在建立實例後無法存取。

• 圓括號 () 內包含的內容稱為類別標頭。
• 宣告類別屬性時可以使用尾隨逗號。

與函式參數一樣，類別屬性可以有預設值：

class Contact(val id: Int, var email: String = "[email protected]") {
    val category: String = "work"
}

建立實例

要從類別建立物件，您可以使用建構函式宣告一個類別實例。

預設情況下，Kotlin 會自動建立一個帶有類別標頭中宣告參數的建構函式。

例如：

class Contact(val id: Int, var email: String)

fun main() {
    val contact = Contact(1, "[email protected]")
}

在此範例中：

• Contact 是一個類別。
• contact 是 Contact 類別的實例。
• id 和 email 是屬性。
• id 和 email 與預設建構函式一起用於建立 contact。

Kotlin 類別可以有多個建構函式，包括您自己定義的建構函式。要了解更多關於如何宣告多個建構函式的資訊，請參閱建構函式。

存取屬性

要存取實例的屬性，請在實例名稱後加上一個句點 .，然後寫上屬性名稱：

class Contact(val id: Int, var email: String)

fun main() {
    val contact = Contact(1, "[email protected]")
    
    // 列印屬性的值：email
    println(contact.email)           
    // [email protected]

    // 更新屬性的值：email
    contact.email = "[email protected]"
    
    // 列印屬性的新值：email
    println(contact.email)           
    // [email protected]
}

要將屬性的值作為字串的一部分進行串聯，您可以使用字串樣板 (`). 例如：

println("Their email address is: ${contact.email}")

成員函式

除了將屬性宣告為物件特性的一部分之外，您還可以透過成員函式定義物件的行為。

在 Kotlin 中，成員函式必須在類別主體內宣告。要在實例上呼叫成員函式，請在實例名稱後加上一個句點 .，然後寫上函式名稱。例如：

class Contact(val id: Int, var email: String) {
    fun printId() {
        println(id)
    }
}

fun main() {
    val contact = Contact(1, "[email protected]")
    // 呼叫成員函式 printId()
    contact.printId()           
    // 1
}

資料類別

Kotlin 具有資料類別，對於儲存資料特別有用。資料類別與類別具有相同的功能，但它們自動帶有額外的成員函式。這些成員函式允許您輕鬆地將實例列印為可讀的輸出、比較類別的實例、複製實例等等。由於這些函式是自動可用的，因此您無需花時間為每個類別編寫相同的樣板程式碼。

要宣告一個資料類別，請使用 data 關鍵字：

data class User(val name: String, val id: Int)

資料類別最常用預定義成員函式有：

函式	說明
toString()	列印類別實例及其屬性的可讀字串。
equals() 或 ==	比較類別的實例。
copy()	透過複製另一個類別實例來建立一個新實例，可能帶有一些不同的屬性。

請參閱以下章節以了解如何使用每個函式範例：

• 列印為字串
• 比較實例
• 複製實例

列印為字串

要列印類別實例的可讀字串，您可以明確呼叫 toString() 函式，或使用自動為您呼叫 toString() 的列印函式 (println() 和 print()):

data class User(val name: String, val id: Int)

fun main() {
    val user = User("Alex", 1)
    
    // 自動使用 toString() 函式，使輸出易於閱讀
    println(user)            
    // User(name=Alex, id=1)
}

這在除錯或建立日誌時特別有用。

比較實例

要比較資料類別實例，請使用相等運算子 ==：

data class User(val name: String, val id: Int)

fun main() {
    val user = User("Alex", 1)
    val secondUser = User("Alex", 1)
    val thirdUser = User("Max", 2)

    // 比較 user 與 secondUser
    println("user == secondUser: ${user == secondUser}") 
    // user == secondUser: true
    
    // 比較 user 與 thirdUser
    println("user == thirdUser: ${user == thirdUser}")   
    // user == thirdUser: false
}

複製實例

要建立資料類別實例的精確副本，請在該實例上呼叫 copy() 函式。

要建立資料類別實例的副本並更改某些屬性，請在該實例上呼叫 copy() 函式並將屬性的替換值作為函式參數新增。

例如：

data class User(val name: String, val id: Int)

fun main() {
    val user = User("Alex", 1)

    // 建立 user 的精確副本
    println(user.copy())       
    // User(name=Alex, id=1)

    // 建立 name 為 "Max" 的 user 副本
    println(user.copy("Max"))  
    // User(name=Max, id=1)

    // 建立 id 為 3 的 user 副本
    println(user.copy(id = 3)) 
    // User(name=Alex, id=3)
}

建立實例的副本比修改原始實例更安全，因為任何依賴原始實例的程式碼都不會受到副本及其操作的影響。

有關資料類別的更多資訊，請參閱資料類別。

本次導覽的最後一章是關於 Kotlin 的空值安全。

練習

練習 1

定義一個資料類別 Employee，包含兩個屬性：一個用於名稱，另一個用於薪資。請確保薪資屬性是可變的，否則您將不會在年底獲得加薪！main 函式示範了如何使用此資料類別。

// Write your code here

fun main() {
    val emp = Employee("Mary", 20)
    println(emp)
    emp.salary += 10
    println(emp)
}

範例解答

data class Employee(val name: String, var salary: Int)

fun main() {
    val emp = Employee("Mary", 20)
    println(emp)
    emp.salary += 10
    println(emp)
}

練習 2

宣告此程式碼編譯所需的額外資料類別。

data class Person(val name: Name, val address: Address, val ownsAPet: Boolean = true)
// Write your code here
// data class Name(...)

fun main() {
    val person = Person(
        Name("John", "Smith"),
        Address("123 Fake Street", City("Springfield", "US")),
        ownsAPet = false
    )
}

範例解答

data class Person(val name: Name, val address: Address, val ownsAPet: Boolean = true)
data class Name(val first: String, val last: String)
data class Address(val street: String, val city: City)
data class City(val name: String, val countryCode: String)

fun main() {
    val person = Person(
        Name("John", "Smith"),
        Address("123 Fake Street", City("Springfield", "US")),
        ownsAPet = false
    )
}

練習 3

為了測試您的程式碼，您需要一個可以建立隨機員工的產生器。定義一個 RandomEmployeeGenerator 類別，其中包含一個固定潛在名稱列表 (在類別主體內)。使用最小和最大薪資配置該類別 (在類別標頭內)。在類別主體中，定義 generateEmployee() 函式。同樣地，main 函式示範了如何使用此類別。

TIP

在此練習中，您匯入了一個套件，以便您可以使用 Random.nextInt() 函式。 有關匯入套件的更多資訊，請參閱套件與匯入。

提示 1

列表有一個擴充函式，稱為 ` `.` `random()`，它會返回列表中的一個隨機項目。

提示 2

Random.nextInt(from = ..., until = ...) 會在指定限制內給您一個隨機的 Int 數字。

import kotlin.random.Random

data class Employee(val name: String, var salary: Int)

// Write your code here

fun main() {
    val empGen = RandomEmployeeGenerator(10, 30)
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    empGen.minSalary = 50
    empGen.maxSalary = 100
    println(empGen.generateEmployee())
}

範例解答

import kotlin.random.Random

data class Employee(val name: String, var salary: Int)

class RandomEmployeeGenerator(var minSalary: Int, var maxSalary: Int) {
    val names = listOf("John", "Mary", "Ann", "Paul", "Jack", "Elizabeth")
    fun generateEmployee() =
        Employee(names.random(),
            Random.nextInt(from = minSalary, until = maxSalary))
}

fun main() {
    val empGen = RandomEmployeeGenerator(10, 30)
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    println(empGen.generateEmployee())
    empGen.minSalary = 50
    empGen.maxSalary = 100
    println(empGen.generateEmployee())
}