GDSC FCU 第2堂 Kotlin

Kotlin Crash Course
101
Kyle Lin
@ChAoSUnItY
Part 2: OOP

OOP: Object Oriented
Programming
甚麼是OOP?
- 以物件為程式的基本單元，將程式與資料封裝進去。
- 可提高程式的重用性 (Reusability)、靈活性 (Flexibility)
、
以及擴充性 (Scalability)

Programming
甚麼是OOP?

Programming
物件裡包著函式和成員變數、而成員變數包著物件、而物件...
- 一個物件裡可以包含：
- 成員變數 (Member Field)
- 函式 / 方法 (Function / Method)

class ExampleObject {
// Fields
val immutableMemberField: Int = 1
var mutableMemberField: Int = 1
// Function
fun example() {}
}

可空型別：Nullable Type
甚麼是Null？
- JVM裡面的物件都是以參考 (Reference)互相傳遞，當情
況需要回傳一個不存在的值，會使用null關鍵字創建空值
，下稱Null。
- Null可以代表任何非原始型別 (Non-Primitive)。
- 注意：先前說過Kotlin的任何型別都不是原始型別！

class ExampleObject {}
fun example1(): ExampleObject? {
return null
}
fun example2(): Int? {
return null
}

Null Pointer Exception，簡稱NPE
- 當要存取 (access) 成員變數 / 呼叫 (invoke) 函式時，如
果物件的實際值是空值，那麼JVM就會拋出 (throw) NPE
，全名 Null Pointer Exception。
- NPE致命之處在於跟C/C++的Segment Fault一樣，若沒
有適當處理整個程式會直接終止。

Null Pointer Exception，簡稱NPE

Nullable Type：Null的救星
- 試想一個情境，如果可以有非Null和可Null的型別，是不
是就針對可Null的型別做出額外的維護就不用這麼累了？
- 非Null型別 (Non-Null Type)，不能是空值，下簡稱
Non-null。
- 可Null型別 (Nullable Type)，可以是空值，下簡稱
Nullable。

Type // Non-null type
Type? // Nullable type

相關運算子： ?. / ?:
- 若要呼叫物件的成員 (包括成員變數和函式)，而型別為
Non-null，直接使用運算子 .。
- 若型別為Nullable，則使用運算子 ?.。
- 回傳的型別根據上下文 (context) 決定。

class Type {
fun function(): Int = 1
}
fun nullable(): Type? = null
fun nonnull(): Type = Type()
val a = nullable() // Gives null
?.function() // Gives nullable Int
val b = nonnull() // Gives nonnull
.function() // Gives nonnull Int

class Type {
fun function(): Int? = null
}
val b = nonnull() // Gives nonnull
.function() // Gives nullable Int

相關運算子： ?. / ?:
- 若要置換Nullable值，使用 ?: (貓王運算子，Elvis
Operator)。

class Type {
fun function(): Int? = null
}
?: 1 // Gives nonnull

一層包一層~
- 類別使用class關鍵字定義。
- 類別內成員可以是：成員變數、函式、或子類別。
- 類別內成員有分為兩種狀態，伴生 (Companion)和非伴
生。
- 伴生相同於Java的靜態，即能在物件未被初始化時存取
/ 呼叫。
- 非伴生則是必須在物件有實例 (Instance)的時候才能存
取 / 呼叫。注意，實例和Nullable不是同個概念。
型別的基礎：類別 (Class)

class Position(val x: Int, val y: Int) {
companion object {
fun fromInts(x: Int, y: Int): Postiion {
return Position(x, y)
}
}
fun toInts(): Pair<Int, Int> {
return x to y
}
}

建構子，一切的開頭。
- 建構子分為兩種，主要 (Primary) 建構子和次要
(Auxiliary) 建構子。
- 主要建構子定義於類別名稱後面，一個類別只能有一個
。參數裡面可以放置成員變數的宣告，同時作為宣告和
參數。
- 次要建構子定義於類別內部，使用construtor關鍵字定
義，一個類別可以有多個。必須呼叫其他次要建構子或
主要建構子。
型別的基礎：類別 (Class)

constructor(pair: Pair<Int, Int>)
: this(pair.first, pari.second)
}

純資料，非常的純
- 資料類別使用data class兩個關鍵字組合定義。
- 概念同類別，差別在於需要至少一個成員變數定義於主
要建構子內部，且不能有非成員變數定義的參數位於其
內部。
純資料型別：資料類別 (Data
Class)

data class Position(val x: Int, val y: Int)

使用的好壞取決於使用的情境
- 資料類別的比較是基於主要建構子內的變數宣告；類別
則是基於實例個別的雜湊值 (hashcode)來比較。
- 資料類別在輸出時會輸出完整的資料結構；類別則是輸
出實例的雜湊值。
資料類別 v.s. 類別

何謂Singleton？
- Singleton，中譯單一實例，意即只有一個實例。
- 單一實例在特定情況下能避免權責分配不明確的問題。
- E.g. 如果要建立一個二維圖，那麼就不會使用類別，而
是使用物件類別。因為二維圖不可能有多個。
物件類別：Object

唯一、獨一。
- 物件類別不能有建構子。
- 要存取物件類別的實例直接寫類別名稱即可。
- 基本上所有成員都可以視為伴生 (或靜態) 的狀態。
物件類別：Object

object TwoDimensionMap {
val positions: MutableList<Position>
= mutableListOf()
}

唯一、獨一、且伴生。
- 伴生物件類別不能有建構子。
- 要存取伴生物件類別的實例直接寫伴生的對象類別名稱
即可。
- 基本上所有成員都可以視為伴生 (或靜態) 的狀態。
伴生物件類別：Companion Object

companion object {
fun fromInts(x: Int, y: Int): Postiion {
return Position(x, y)
}
}
}

繁多不及備載
- Array：無法擴充的陣列。
- ArrayDeque：可以擴充的陣列，可以從頭尾或指定索引值
新增 / 刪除元素。
- List：無法擴充的列表。
- MutableList：可以擴充的列表，只能從尾端或指定索引值
新增 / 刪除元素。
- LinkedList：可以擴充的列表，可以從頭尾或指定索引值新
增 / 刪除元素。
常用資料結構

繁多不及備載
- Map：無法擴充的鍵值表。
- MutableMap：可以擴充的鍵值表。
- HashMap：可以擴充的鍵值表，以雜湊值儲存，無排序。
- LinkedHashMap：可以擴充的鍵值表，以雜湊值儲存，
根據插入的先後順序排序。
- TreeMap：可以擴充的鍵值表，以樹的形式儲存，
根據自然排序做排序。
常用資料結構

繁多不及備載
- Set：無法擴充的集合。
- MutableSet：可以擴充的集合。
- HashSet：可以擴充的集合，以雜湊值儲存，無排序。
- TreeSet：可以擴充的集合，以樹的形式儲存，
根據自然排序做排序。
常用資料結構

以上型別皆可繼承，Q.E.D.
- 類別可以繼承：
- 0~1個類別
- 0~N個介面
- 要被繼承需要有open、sealed、abstract其中一個關鍵字
。
- 資料類別可以繼承：
- 0~1個類別
- 0~N個介面
- 無法被繼承
加碼：型別繼承：Inheritance

以上型別皆可繼承，Q.E.D.
- 物件類別 / 伴生物件類別可以繼承：
- 0~1個類別
- 0~N個介面
- 無法被繼承
- 介面可以繼承：
- 0個類別
- 0~N個介面
- 可以被其他任意介面、類別、資料類別、伴生物件繼承。
加碼：型別繼承：Inheritance

Leetcode - 100. Same Tree
- 給定兩個二元樹的起始節點，請判斷兩個樹是否完全相等。
- 請在不更動以下的程式碼為前提解題。
- 提示：使用物件類別！！
Wrap up - 挑戰時間!
進階挑戰!

class Solution {
// 提示：在這裡定義資料型別Node
fun isSameTree(p: TreeNode?, q: TreeNode?): Boolean {
val left = Node.fromTreeNode(p)
val right = Node.fromTreeNode(q)
return left == right
}
}

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