Kotlin编程学习记录2
Kotlin编程学习记录2——条件与循环
条件语句：if 与 when
Kotlin 的控制流把“表达式优先”作为设计原则——if、when 不只是控制语句，都可以作为表达式使用并返回值，这影响了日常代码风格（更函数式、可组合）。笔者这里影响深刻的是If的可返回表达式性，这个我在GNU C扩展语法中玩过，没想到在Kotlin中是一个非常标准的用法。
总体要点（速览）
if可以用作表达式或语句：表达式时可直接返回值（因此 Kotlin 没有三元运算符）。when是比switch更强大的多分支构造：支持匹配常量、区间、类型检查、任意条件（无 subject 的when），也能作为表达式返回值。when分支不会“穿透”（不需要break）。- 当
when用于 sealed class（或 sealed interface）时，编译器可以检测是否覆盖所有子类型，从而允许省略else（exhaustive）。
if：声明、表达式、注意点
Kotlin的If跟大部分编程语言别无二致，我这种C++er看了都觉得回了家一般。
if (condition) {// statement block
} else {// statement block
}
但是独特的是，当 if 用作表达式时，可以把值直接赋给变量或作为函数返回值：
val max = if (a > b) a else b // 表达式形式
fun maxOf(a: Int, b: Int) = if (a > b) a else b
说明：Kotlin 因为有
if表达式，所以没有三元运算符?:。
这就有点像：
var max = 0
if(a > b){max = a
}else{max = b
}
但是你可以看到写法上Kotlin使用If直接返回值的写法显然简单的多。
表达式的类型规则
作为表达式时，if 的每个分支末尾表达式会被推断为某个类型。整个 if 表达式的类型是（各分支类型的）最近公共父类型或由编译器推断的最小上界（least upper bound）。如果某分支没有值（如最后是 Unit），则表达式类型会相应地调整
val x = if (flag) 1 else 2 // Int
val y = if (flag) "ok" else null // String?（可空）
典型用法与陷阱
- 优先用
if表达式代替临时变量，代码更简洁、函数式风格更明显。 - 不要误把
if写成布尔表达式赋值：在有分支返回布尔值与其它副作用混合时，容易让类型变成Boolean（见社区讨论“guarding against unintentional return types”）。谨慎检查每个分支返回的值类型。 if支持嵌套与 block（块）形式，块内最后一行是该分支的结果（用于表达式场景）。
练习 1：使用 if/else 判断奇偶数
目标： 编写一个函数，它接受一个整数，然后返回一个字符串，告诉我们这个数是 “奇数” 还是 “偶数”。
要求：
- 创建一个名为
checkOddEven的函数。 - 该函数接受一个
Int类型的参数，名为number。 - 函数应返回一个
String类型的结果。 - 使用
if/else表达式来判断number是否能被 2 整除。 - 如果能，则返回 “偶数”；如果不能，则返回 “奇数”。
参考代码：
fun checkOddEven(number: Int): String {return if (number % 2 == 0) {"偶数"} else {"奇数"}
}fun main() {val num1 = 10val num2 = 7println("$num1 是 ${checkOddEven(num1)}") // 输出: 10 是 偶数println("$num2 是 ${checkOddEven(num2)}") // 输出: 7 是 奇数
}
笔记重点：
- 在 Kotlin 中，
if/else是一个表达式 (expression)，不是一个语句 (statement)。这意味着它可以有返回值。 - 因此，我们可以直接使用
return if (...)这样的简洁写法。 - 代码块
{}中最后一行就是该块的返回值。
when：强大且灵活的多分支工具
when 在 Kotlin 中是一个“一网打尽”的多用途分支表达式/语句：它既能完成传统 switch 的工作，也能做更复杂的匹配（范围、类型、任意条件），还可以作为表达式返回值。
基本语法（有 subject 与无 subject 两种形式）
有 subject 的形式（最常见）：
when (x) {0 -> print("x == 0")1, 2 -> print("x == 1 or x == 2") // 多个值使用逗号分隔in 3..5 -> print("x ∈ [3,5]")else -> print("x is something else")
}
无 subject 的形式（相当于一连串 if/else if）：
when {x.isEmpty() -> println("empty")x.length > 5 -> println("long")else -> println("other")
}
when分支可以使用逗号把多个匹配值合并到同一个分支。
when 作为表达式
when 可以返回值并直接赋给变量或返回：
val result = when (x) {1 -> "one"2 -> "two"else -> "many"
}
注意：当 when 被用作表达式时，编译器要求覆盖所有可能情况或提供 else（除非 when 是对 sealed class 的完全覆盖情况）。
多种匹配条件支持（比 switch 更强）
每个 when 分支的条件可以是：
- 常量（
0,'a',"s"） - 多个常量（逗号分隔）
- 区间或集合成员关系：
in 1..10/!in setOf(...) - 类型检查：
is String/!is Int（结合智能转换 smart cast） - 任意表达式（在 无 subject 的
when中尤其常见） - 函数调用的结果（在带 subject 的
when(x)中，分支条件会与 subject 的值做等值比较 —— 例如parseInt(s) ->表示“当 subject 等于parseInt(s)时”）。
when (val v: Any = getValue()) {is String -> println(v.length) // v 被智能转换为 Stringis Int -> println(v + 1) // v 是 Intelse -> println("unknown")
}
sealed classes 与可穷尽的 when
当 when 的 subject 类型是 sealed（或 sealed interface）的一个实例时，编译器能在编译期知道所有可能的子类型，从而检查 when 是否穷尽覆盖（exhaustive）。如果穷尽，则无需 else 分支；否则编译器会要求 else。这使得 when 在实现状态机或代数数据类型（ADT）匹配时非常强大。
sealed class Result {data class Success(val data: String): Result()object Failure: Result()
}fun handle(r: Result) = when (r) {is Result.Success -> println(r.data)Result.Failure -> println("failed")// 不需要 else（若覆盖了所有子类）
}
6. 复杂分支与多语句块
每个 when 的分支可以是单行表达式，也可以是一个块（{ ... }），块的最后一行将作为该分支的返回值（当 when 作为表达式使用时）。这允许在分支中执行多步逻辑再返回最终值。(Kotlin)
val msg = when (cmd) {"ok" -> {log("ok received")"all good"}else -> "unknown"
}
练习 2：使用 when 表达式进行分数评级
目标： 编写一个函数，根据输入的分数（整数）给出对应的等级评价（字符串）。
要求：
- 创建一个名为
getGrade的函数。 - 该函数接受一个
Int类型的参数，名为score。 - 函数应返回一个
String类型的结果。 - 使用
when表达式实现以下评级逻辑：score为 100 时，返回 “满分！”score在 90 到 99 之间时，返回 “优秀”score在 75 到 89 之间时，返回 “良好”score在 60 到 74 之间时，返回 “及格”- 否则，返回 “不及格”
参考代码：
fun getGrade(score: Int): String {return when (score) {100 -> "满分！"in 90..99 -> "优秀"in 75..89 -> "良好"in 60..74 -> "及格"else -> "不及格"}
}fun main() {println("95分评价: ${getGrade(95)}") // 输出: 95分评价: 优秀println("82分评价: ${getGrade(82)}") // 输出: 82分评价: 良好println("60分评价: ${getGrade(60)}") // 输出: 60分评价: 及格println("45分评价: ${getGrade(45)}") // 输出: 45分评价: 不及格println("100分评价: ${getGrade(100)}") // 输出: 100分评价: 满分！
}
笔记重点：
when是 Kotlin 中用于替代传统switch语句的更强大、更灵活的表达式。- 它可以匹配具体的值（如
100）。 - 它可以用来检查值是否在一个区间内（如
in 90..99）。 else分支用于处理所有其他未匹配的情况，类似于switch中的default。- 和
if一样，when也是一个表达式，可以直接将其结果返回或赋值给变量。
Kotlin的循环语法
for 循环：更贴近 “foreach” 而非传统的 C/Java 风格
-
Kotlin 没有经典的三段式
for遍历语法，而是更倾向函数式、可迭代结构：for (item in collection) { ... }适用于数组、集合、字符串、范围（只要实现了
Iterable） -
常见用法：
// Ranges for (i in 1..5) println(i) // 1,2,3,4,5 for (i in 5 downTo 1) println(i) // 5,4,3,2,1 for (i in 1..10 step 2) println(i) // 1,3,5,7,9 :contentReference[oaicite:1]{index=1}// 数组、集合、字符串 for (ch in "Kotlin") println(ch) for (elem in listOf(1,2,3)) println(elem) :contentReference[oaicite:2]{index=2}// 带索引迭代 for (i in arr.indices) println("index $i = ${arr[i]}") for ((i, v) in arr.withIndex()) println("$i -> $v") :contentReference[oaicite:3]{index=3}while与do-while：标准条件循环
while
-
初次检查条件，若为
true执行循环体。若初始条件为false，则一次都不执行：while (condition) {// body }var i = 1 while (i <= 5) {println(i)i++ }
do-while
-
循环体至少执行一次，之后再判断条件决定是否继续：
do {// body } while (condition)常用场景：输入验证 / 重试逻辑等！
控制循环：break、continue
break：直接退出整个循环。continue：跳过当前迭代，继续下一次。
for (i in 1..10) {if (i == 5) break // 遇到 5 时退出循环if (i % 2 == 0) continue // 偶数跳过println(i)
}
防止无限循环的技巧与注意
-
while (true)可用于无限循环，通常配合break结束：while (true) {// ...if (someCondition) break }这种写法虽常见，但要小心，确保终止条件有效
-
for循环没有原生的无限循环形式，这也是 Kotlin 设计上摒弃经典 C/Java 风格循环的体现
快速对照总结
| 场景 | 推荐用法 | 说明 |
|---|---|---|
| 遍历集合、字符串、范围等 | for (x in ...) | 简洁、安全、函数式风格 |
| 条件循环 | while, do-while | 根据是否至少执行一次决定使用哪种 |
| 带索引遍历 | withIndex() 或 indices | 获取下标或值更方便 |
| 跳出/跳过循环 | break, continue | 灵活控制循环流程 |
| 避免无限循环 | 小心 while(true) 使用 | 必须确保有跳出条件 |
练习 3：使用 for 循环打印九九乘法表
目标： 在控制台打印出一个经典、格式整齐的九九乘法表。
要求：
- 使用嵌套的
for循环来完成。 - 外层循环控制乘法表的行（从 1 到 9）。
- 内层循环控制乘法表的列。关键点： 内层循环的次数应该依赖于外层循环当前的行数（例如，第 5 行只打印到
5 * 5）。 - 输出格式应为
“{乘数1} * {乘数2} = {结果}”，并且为了美观，每个算式之间用制表符\t分隔。 - 每打印完一行后，需要换行。
预期的输出效果：
1 * 1 = 1
2 * 1 = 2 2 * 2 = 4
3 * 1 = 3 3 * 2 = 6 3 * 3 = 9
4 * 1 = 4 4 * 2 = 8 4 * 3 = 12 4 * 4 = 16
... (以此类推，直到第9行)
9 * 1 = 9 9 * 2 = 18 ... 9 * 9 = 81
提示：
- 你可以使用
1..9来创建一个从 1 到 9 的整数区间 (range)。 print()函数用于在同一行打印，而println()函数会在打印后换行。
fun printMultiplicationTable() {// 外层循环控制行，从1到9for (row in 1..9) {// 内层循环控制列，从1到当前行数for (col in 1..row) {// 打印乘法表达式，并用 \t 补齐，使其对齐print("$col * $row = ${col * row}\t")}// 每行结束后，换行println()}
}fun main() {printMultiplicationTable()
}
笔记重点：
for (variable in range)是 Kotlin 中最常见的循环形式。1..9创建了一个闭区间，包含 1 和 9。- 嵌套循环是处理二维结构（如表格、矩阵）的常用方法。
print()和println()的区别使用是格式化输出的关键。
练习 4：使用 while 循环实现猜数字游戏
目标： 编写一个简单的猜数字游戏。程序会随机生成一个 1 到 100 之间的整数，然后让用户反复猜测，直到猜对为止。
要求：
- 在程序开始时，生成一个 1 到 100 之间的随机整数作为“谜底”。
- 使用
while循环或do-while循环来不断获取用户的输入。 - 每次用户输入后，程序需要判断：
- 如果用户猜的数字比谜底大，则提示 “太大了，再猜！”。
- 如果用户猜的数字比谜底小，则提示 “太小了，再猜！”。
- 如果用户猜对了，则提示 “恭喜你，猜对了！”，然后结束循环。
- 记录用户总共猜了多少次，并在猜对后一并输出。
提示：
- 生成随机数：可以使用
(1..100).random()。 - 读取用户输入：可以使用
readln()或readLine()。注意它返回的是String?，你可能需要用toIntOrNull()转换成整数并处理无效输入。
fun guessTheNumber() {// 1. 生成1到100的随机数作为谜底val secret = (1..100).random()var guessCount = 0var userGuess: Int? = nullprintln("我已经想好了一个 1 到 100 之间的数字，你来猜猜看！")// 2. 使用 while 循环，只要没猜对就一直继续while (userGuess != secret) {print("请输入你猜的数字: ")// 读取用户输入并转换为整数userGuess = readln().toIntOrNull()// 增加猜测次数guessCount++// 检查用户输入是否有效if (userGuess == null) {println("无效的输入，请输入一个数字！")continue // 跳过本次循环的剩余部分，直接开始下一次循环}// 3. 判断大小并给出提示if (userGuess > secret) {println("太大了，再猜！")} else if (userGuess < secret) {println("太小了，再猜！")}}// 4. 猜对后，循环结束，打印祝贺信息println("恭喜你，猜对了！谜底就是 $secret。")println("你总共猜了 $guessCount 次。")
}fun main() {guessTheNumber()
}
笔记重点：
while (condition)循环会在条件为true时持续执行。它适用于循环次数不确定的场景。do-while循环（未在此示例中使用）与while类似，但它保证循环体至少执行一次。- 从控制台读取用户输入是与用户交互的基础。
toIntOrNull()是一个安全的字符串转整数方法，当转换失败时会返回null，避免程序崩溃。continue关键字可以用来跳过当前循环的剩余代码，直接进入下一次迭代。
Reference
- Kotlin 官方 — Control flow（
if/when等）。(Kotlin) - Kotlin 官方 — Basic syntax（说明
if为表达式示例）。(Kotlin) - Kotlin 官方 — Sealed classes（
when与 sealed 的 exhaustiveness）。(Kotlin) - Baeldung — Guide to
when（讲解when的常见变体与比较switch）。(Baeldung on Kotlin) - GeeksforGeeks — Kotlin
whenexpression 教程（多值、区间示例）。(GeeksforGeeks) - Kotlin 官方文档，比如控制流章节解读
while、do-while(Kotlin)，以及for循环和 ranges 介绍(programiz.com, Kotlin, GeeksforGeeks)。 - 权威教程如 Baeldung、Programiz 的实战示例(Baeldung on Kotlin, programiz.com)。
- 社区讨论强调设计理念与常见路径(Kotlin Discussions, Reddit)。