Kotlin学习系列（四）Kotlin数据类型-part1（基本类型、数据转换）

本系列内容均来自《Kotlin从小白到大牛》一书，感谢作者关东升老师。
本文主要介绍Kotlin的基本数据类型和可空类型。

1 回顾Java数据类型

Kotlin作为依赖于Java虚拟机运行的语言，它的数据类型最终被编译成为Java数据类型，所以本节先回顾一下Java数据类型的基础知识。

Java语言的数据类型分为：基本类型和引用类型。
基本类型变量在计算机中保存的是数值，当赋值或作为参数传递给函数时基本类型数据会创建一个副本，把副本赋值或传递给函数，这副本被改变不会影响原始数据。
引用类型在计算机中保存的是指向数据的内存地址，即引用，当赋值或作为参数传递给函数时引用类型数据会把引用赋值或传递给函数，事实上引用有多少个副本，都是指向相同的数据，通过任何一个引用修改数据，都会导致数据的变化。

基本类型表示简单的数据， Java基本类型分为4大类，共8种数据类型。

整数类型： byte、 short、 int和long， int是默认类型。
浮点类型： float和double， double是默认类型。
字符类型： char。
布尔类型： boolean。
基本数据类型如图6-1所示，其中整数类型、浮点类型和字符类型都属于数值类型，它们之间可以互相转换。

Java基本数据类型

Java8种基本数据类型不属于类，不具备“对象”的特征，没有成员变量和成员函数，不方便进行面向对象的操作。为此， Java提供包装类（ Wrapper Class）来将基本数据类型包装成类，每个Java基本数据类型在java.lang包中都有一个相应的包装类，每个包装类对象封装一个基本数据类型数值。

2 Kotlin基本数据类型

与Java基本类型相对应， Kotlin也有8中基本数据类型。

整数类型： Byte、 Short、 Int和Long， Int是默认类型。
浮点类型： Float和Double， Double是默认类型。
字符类型： Char。
布尔类型： Boolean。
Kotlin基本数据类型如下图所示，其中整数类型和浮点类型都是属于数值类型，而字符类型不再属于数值类型。

Kotlin基本数据类型

Kotlin的8个基本数据类型没有对应的包装类， Kotlin编译器会根据不同的场景将其编译成为Java中的基本类型数据还是包装类对象。
例如:
Kotlin的Int用来声明变量、常量、属性、函数参数类型和函数返回类型等情况时，被编译为Java的int类型；
当作为集合泛型类似参数时，则被编译为Java的java.lang.Integer。
这是因为Java集合中只能保存对象，不能是基本数据类型。 Kotlin编译器如此设计是因为基本类型数据能占用更少的内存，运行时效率更高。

3 数值类型之间的转换

数据类型的转换情况比较复杂。在基本数据类型中数值类型之间可以互相转换，字符类型和布尔类型不能与它们之间进行转换。
原则数值在进行赋值时采用的是显示转换，而在数学计算时采用的是隐式转换。
Kotlin是一种安全的语言，对于类型的检查非常严格，不同类型数值进行赋值是禁止的，
示例代码如下：

val byteNum: Byte = 16
val shortNum: Short = byteNum //编译错误

上述代码试图将Byte数值16赋值给Short类型常量shortNum， Kotlin语言会发生编译错误，而在C、 Objective-C和Java等其他语言中是可以编译成功的，这些语言中从小范围数到大范围数转换是隐式的（自动的）。
Kotlin中要想实现这种赋值转换，需要使用转换函数显式转换。 Kotlin的6种数值类型（ Byte、 Short、 Int、 Long、 Float和Double），以及Char类型都有如下7个转换函数：

toByte(): Byte
toShort(): Short
toInt(): Int
toLong(): Long
toFloat(): Float
toDouble(): Double
toChar(): Char

通过上述7个转换函数可以实现7种类型（ Byte、 Short、 Int、 Long、 Float、 Double和Char）之间的任意转换。

注意转换函数虽然可以实现任意转换，但是需要注意当大宽度数值转换为小宽度数值时，大宽度数值的高位被截掉，这可能会导致数据精度丢失。除非大宽度数值的高位没有数据，就是这个数值比较小的情况。
示例代码如下：

fun main(args: Array<String>) {
// 声明整数常量
    val byteNum: Byte = 16
//val shortNum: Short = byteNum //编译错误
    val shortNum: Short = byteNum.toShort()// Byte类型转换为Short类型
    var intNum = 16
    val longNum: Long = intNum.toLong()// Int类型转换为Long类型 ①
    intNum = longNum.toInt() // Long类型转换为Int类型 ②
    val doubleNum = 10.8
    println("doubleNum.toInt : " + doubleNum.toInt())// Double类型转换为Int类型， 结果是10 ③
    127
// 声明Char常量
    val charNum = 'A'
    println("charNum.toInt : " + charNum.toInt())// Char类型转换为Int类型， 结果是65 ④
//精度丢失问题
    val llongNum = 6666666666L ⑤
    println("llongNum : " + llongNum)
    println("llongNum.toInt : " + llongNum.toInt())//结果是-1923267926， 精度丢失 ⑥
}

转换函数可以实现双向转换，上述代码第①行是将Int类型转换为Long类型，代码第②行是将Long类型转换为Int类型。代码第③行是将浮点数转换为整数，这种转换是将小数部分截掉。代码第④行是将Char类型转换为Int类型， Char类型在计算机中存放的Unicode编码，所以转换的结果是Unicode编码数值， 65是A字符的Unicode编码数值。
代码第⑤行的Long数值比较大，在代码第⑥行转换为Int类型发生了精度丢失。

4 数学计算与隐式转换

多个数值类型数据可以数学计算，由于参与进行数学计算的数值类型可能不同，编译器会根据上下文环境进行隐式转换。计算过程中隐式转换类型转换规则如下表所示。

计算过程中隐式转换类型转换规则

示例代码如下：

fun main(args: Array<String>) {
// 声明整数常量
val b: Byte = 16
val s: Short = 16
val i = 16
val l = 16L
// 声明浮点变量
128
val f = 10.8f
val d = 10.8
val result1 = b + b //结果是Int类型
val result2 = b + s //结果是Int类型
val result3 = b + s - i //结果是Int类型
val result4 = b + s - i + l //结果是Long类型
val result5 = b * s + i + f / l //结果是Float类型
val result6 = b * s + i + f / l + d //结果是Double类型
}