Kotlin语法基础之运算符

计算机程序中最小的程序单位成为表达式，每个表达式都可以由两部分组成，即操作数和运算符。操作数可以是变量、常量、类、数组、方法等，甚至是其他表达式。而运算符则用于支出表达式中单个或者多个操作数参与运算的规则，表达式通过运算之后产生的值依赖于表达式中包含的运算符的优先级和结核性。Kotlin语言包含了Java语言中的所有运算符的特性，并结合C语言的优点，增加自定义运算符的逻辑。这些运算符之中，主要包括有：算数运算符、区间运算符、逻辑运算符、关系运算符、赋值运算符、自增自减运算符等。

根据操作数的数量来划分，运算符又可以分为一目运算符、双目运算符。 - 一目运算符用于单一操作对象，又称单目运算符，如：++a、!b、i–等。 - 双目运算符是中置的，它拥有两个操作数，比如：a+3、a*b

需要说明的是，Kotlin中没有三目运算符。

基础运算符中包含了我们在编码工程中常用的一系列运算符，使我们编写程序的基本组成部分，了解基础运算符的用法可以尽可能的避免一些语法和逻辑上的基础性错误。

赋值运算a=b，表示等号右边的b初始化或者维护等号左边的a，b可以是变量、常量、字面量或表达式，如：

在Kotlin语言中还有另一种赋值运算符，叫做算术自反赋值运算符。它是一种由两个普通运算符组成的符合运算符，它包括：“+=”、“-=”、“*=”、“/=”、“%=”。使用方式如下：

算术运算符用于数值类型的运算，Kotlin语言支持基本的算术运算：加法“+”、减法“-”、乘法“*”、除法“/”、取余“%”、以及自增自减运算，如：

自增和自减运算符也是单目运算符，因为它只有一个操作数。自增运算符 “++” 表示使操作数加1，自减运算符 “–” 表示使操作数减1，其操作数可以使整数和浮点型等数字类型，如：

值得注意的是，自增运算符和自减运算符还会分为前置自增、后置自增、前置自减和后置自减，放在操作数前面的是前置，放在操作数后面的是后置运算符。 后置运算，则为先进性表达式返回，才进行自增、自减运算。前置运算符，则先进行自增、自减运算，在进行表达式返回。如：

两个字符串可以连接在一起成为一个新字符串，这种操作被成为字符串连接，在Kotlin语言中连接字符串可以用 “+”。如：

字符串连接操作两边都是字符串，而很多情况下我们使用连接符仅有一侧是字符串，另一侧是其他类型。这个时候，系统则会自动调用toString方法转化为字符串，进行拼接。这个时候则调用则是String重载的plus方法，后面我们会具体介绍运算符重载，Kotlin中String的源码如下：

故此，进行字符串与其他类型拼接我们都将String类型的操作符至于连接符 “+” 左侧。

关系运算符是指：使用关系运算符对两个操作数或表达式进行运算，产生的结果为真或者假。

运算符

名称

示例

小于

a

注意： 1. 关系运算符的优先级低于算术运算符。 2. 关系运算符的优先级高于赋值运算符。

区间运算符，顾名思义就是可以用来表示两个操作数之间的范围集合。a..b也就我们平时所说的，从a到b所有的数字集合。在Kotlin语言之中，有两种区间运算符：闭区间运算符和开区间运算符。 - 闭区间运算符 ： “a..b”从a到b范围内所有的值，包括a和b。 - 半闭区间运算符 ： “a until b”从a到b范围内所有的值，包括a和不包括b。

区间表达式由具有操作符形式 “..” 或 rangeTo 辅以 in 和 !in 而得。区间是为任何可比较类型定义的，但对于整型原生类型，它有一个优化的实现。以下是使用区间的一些示例：

从右到左

预定义的运算符的操作对象只能是基本数据类型，实际上，对于很多我们自定义的对象也需要有类似的运算操作。运算符重载是对已有的运算符赋予多重含义，使同一个运算符作用于不同类型的数据导致不同类型的行为。 运算符重载是自C++语言器就支持的特性，然而在Java语言之中这个特性就不在支持，在很多高级科学运算上很不方便，Kotlin语言又从新支持此特性。不同于符合赋值运算符，我们可以定义/、==、-、+、*、%、、！、&、|、^等运算符的逻辑功能。重载一个运算符，我们必须重写它所对应的operator方法，如下就是一个针对 “+” 运算符的定义：

这里，我们可以看得出来运算符重载的实质是方法的重载。在实现过程中，首先把指定的运算表达式转化为对运算方法的调用，运算对象转化为运算符方法的实参，然后根据实参的类型来确定需要调用达标函数，之后Kotlin会将对应的符号运算切换到方法之中。如Float类型针对 “+” 运算符所定义的：

表达式

转换方法

+a

a.unaryPlus()

-a

a.unaryMinus()

!a

a.not()

这个表是说，当编译器处理例如表达式 +a 时，它执行以下步骤： 1. 确定 a 的类型，令其为 T。 2. 为接收者 T 查找一个带有 operator 修饰符的无参函数 unaryPlus（），即成员函数或扩展函数。 3. 如果函数不存在或不明确，则导致编译错误。 4. 如果函数存在且其返回类型为 R，那就表达式 +a 具有类型 R。

表达式

转换方法

a++

a.inc()

a–

a.dec()

inc() 和 dec() 函数必须返回一个值，它用于赋值给使用 ++ 或 – 操作的变量。它们不应该改变在其上调用 inc() 或 dec() 的对象。 编译器执行以下步骤来解析后缀形式的操作符，例如 a++： 1. 确定 a 的类型，令其为 T。 2. 查找一个适用于类型为 T 的接收者的、带有 operator 修饰符的无参数函数 inc()。 3. 检查函数的返回类型是 T 的子类型。

计算表达式的步骤是： 1. 把 a 的初始值存储到临时存储 a0 中， 2. 把 a.inc() 结果赋值给 a， 3. 把 a0 作为表达式的结果返回。 4. 对于 a–，步骤是完全类似的。

对于前缀形式 ++a 和 –a 以相同方式解析，其步骤是： 1. 把 a.inc() 结果赋值给 a， 2. 把 a 的新值作为表达式结果返回。

表达式

转换方法

a + b

a.plus(b)

a - b

a.minus(b)

a * b

a.times(b)

a / b

a.div(b)

a % b

a.mod(b)

a..b

a.rangeTo(b)

对于此表中的操作，编译器只是解析成翻译为列中的表达式。请注意，自 Kotlin 1.1 起支持 rem 运算符。Kotlin 1.0 使用 mod 运算符，它在 Kotlin 1.1 中被弃用。

表达式

转换方法

a in b

b.contains(a)

a !in b

!b.contains(a)

对于 in 和 !in，过程是相同的，但是参数的顺序是相反的。

表达式

转换方法

a[i]

a.get(i)

a[i, j]

a.get(i, j)

a[i_1, …, i_n]

a.get(i_1, … , i_n)

a[i]=b

a.set(i, b)

a[i,j]=b

a.set(i, j, b)

a[i_1, … , i_n]=b

a.set(i_1,… ,o_n,b)

方括号转换为调用带有适当数量参数的 get 和 set。

表达式

转换方法

a(i)

a.invoke(i)

a(i, j)

a.invoke(i, j)

a(i_1, … , i_n)

a.invoke(i_1, …, i_n)

圆括号转换为调用带有适当数量参数的 invoke。

表达式

转换方法

a += b

a.plusAssign(b)

a -= b

a.minusAssign(b)

a *= b

a.timesAssign(b)

a /= b

a.divAssign(b)

a %= b

a.modAssign(b)

对于赋值操作，例如 a += b，编译器执行以下步骤： 1. 如果右列的函数可用 2. 如果相应的二元函数（即 plusAssign() 对应于 plus()）也可用，那么报告错误（模糊）。 3. 确保其返回类型是 Unit，否则报告错误。 4. 生成 a.plusAssign(b) 的代码 5. 否则试着生成 a = a + b 的代码（这里包含类型检查：a + b 的类型必须是 a 的子类型）。

注：赋值在 Kotlin 中不是表达式。

表达式

转换方法

a == b

a?.equals(b) ?: (b === null)

a != b

!(a?.equals(b) ?: (b === null))

这个 == 操作符有些特殊：它被翻译成一个复杂的表达式，用于筛选 null 值。 null == null 总是 true，对于非空的 x，x == null 总是 false 而不会调用 x.equals()。 注：=== 和 !==（同一性检查）不可重载。

表达式

转换方法

a > b

a.compareTo(b) > 0

a

对于位运算，Kotlin 并没有提供特殊的操作符， 只是提供了可以叫中缀形式的方法， 比如：

下面是全部的位运算操作符(只可以用在 Int 和 Long 类型)：

表达式

转换方法

shl(bits)

有符号左移 (相当于Java )

ushr(bits)

无符号右移(相当于Java >>>)

and(bits)

按位与

or(bits)

按位或

xor(bits)

按位异或

inv()

按位取反