条件与循环

if 表达式

在 Kotlin 中, if 是一个表达式: 它有返回值. 因此, Kotlin 中没有三元运算符(条件 ? then 分支返回值 : else 分支返回值), 因为简单的 if 表达式完全可以实现同样的任务.

fun main() {
    val a = 2
    val b = 3

    //sampleStart
    var max = a
    if (a < b) max = b

    // 使用 else 分支的方式
    if (a > b) {
        max = a
    } else {
        max = b
    }

    // if 作为表达式使用
    max = if (a > b) a else b

    // 在表达式中也可以使用 `else if`:
    val maxLimit = 1
    val maxOrLimit = if (maxLimit > a) maxLimit else if (a > b) a else b

    println("max is $max")
    // 输出结果为: max is 3
    println("maxOrLimit is $maxOrLimit")
    // 输出结果为: maxOrLimit is 3
    //sampleEnd
}

if 表达式的分支可以是多条语句组成的代码段, 这种情况下, 代码段内最后一个表达式的值将成为整个代码段的返回值:

val max = if (a > b) {
    print("Choose a")
    a
} else {
    print("Choose b")
    b
}

如果你将 if 作为表达式来使用, 比如, 将它的值作为函数的返回值, 或将它的值赋值给一个变量, 这种情况下必须存在 else 分支.

when 表达式和 when 语句

when 是一个条件表达式, 根据多个可能的值或条件来运行代码. 它类似于 Java, C, 和类似语言中的 switch 语句. 例如:

fun main() {
    //sampleStart
    val x = 2
    when (x) {
        1 -> print("x == 1")
        2 -> print("x == 2")
        else -> print("x is neither 1 nor 2")
    }
    // 输出结果为: x == 2
    //sampleEnd
}

when 语句会将它的参数与各个分支逐个匹配, 直到找到某个分支的条件成立.

when 有几种不同的使用方式. 首先, 你可以将 when 用作表达式或语句. 作为表达式, when 返回一个值, 供后面的代码使用. 作为语句, when 完成一个动作, 不返回任何后续使用的值:

表达式	语句
// 返回一个字符串值, 赋值给变量 text val text = when (x) { 1 -> "x == 1" 2 -> "x == 2" else -> "x is neither 1 nor 2" }	// 不返回任何值, 只是触发一个 print 语句 when (x) { 1 -> print("x == 1") 2 -> print("x == 2") else -> print("x is neither 1 nor 2") }

其次, 使用 when 时可以带主语(Subject), 也可以不带. 无论你在 when 中是否使用主语, 你的表达式或语句的行为都是一样的. 我们推荐使用 when 时尽可能带上主语, 因为这样可以清楚的表示你检查的内容, 让你的代码更加易于阅读和维护.

带有主语 `x`	不带主语
when(x) { ... }	when { ... }

根据你使用 when 的方式不同, 对于是否需要在分支中覆盖所有可能的情况, 存在不同的要求.

如果你将 when 用作一个语句, 你不需要覆盖所有可能的情况. 在下面的示例中, 有些情况没有覆盖, 因此不会发生任何动作. 但是, 也不会发生错误:

fun main() {
    //sampleStart
    val x = 3
    when (x) {
        // 没有覆盖所有的情况
        1 -> print("x == 1")
        2 -> print("x == 2")
    }
    //sampleEnd
}

在 when 语句中, 各个分支的值会被忽略. 和使用 if 时一样, 每个分支都可以是一个代码块, 而且它的值是代码块中最后一个表达式的值.

如果你将 when 用作一个表达式, 你必须覆盖所有的情况. 也就是说, 它必须是穷尽(exhaustive) 的. 第一个匹配的分支的值会成为整个表达式的值. 如果你没有覆盖所有的情况, 编译器会报告错误.

如果你的 when 表达式带有主语, 你可以使用 else 分支来确保覆盖所有可能的情况, 但 else 分支并不是必须的. 例如, 如果你的主语是 Boolean, enum 类, sealed 类, 或这些类型的可为 null 的版本, 你就可以覆盖所有的情况, 而不必使用 else 分支:

enum class Bit {
    ZERO, ONE
}

val numericValue = when (getRandomBit()) {
    // 不需要 else 分支, 因为已经覆盖了所有的情况
    Bit.ZERO -> 0
    Bit.ONE -> 1
}

如果你的 when 表达式不带有主语, 你必须使用 else 分支, 否则编译器会报告错误. 当所有的其他分支条件都不满足时, 就会计算 else 分支:

val message = when {
    a > b -> "a is greater than b"
    a < b -> "a is less than b"
    else -> "a is equal to b"
}

when 表达式和 when 语句提供了不同的方式来简化你的代码, 处理多个条件, 以及执行类型检查.

可以指定多个条件, 用逗号分隔, 对多种条件进行相同的处理:

when (x) {
    0, 1 -> print("x == 0 or x == 1")
    else -> print("otherwise")
}

在分支条件中, 你可以使用任意的表达式(而不仅仅是常数值):

when (x) {
    s.toInt() -> print("s encodes x")
    else -> print("s does not encode x")
}

你还可以使用 in 或 !in 关键字, 检查一个值是否属于一个范围, 或者是否属于一个集合:

when (x) {
    in 1..10 -> print("x is in the range")
    in validNumbers -> print("x is valid")
    !in 10..20 -> print("x is outside the range")
    else -> print("none of the above")
}

此外, 你还可以使用 is 或 !is 关键字, 检查一个值是不是某个特定的类型. 注意, 由于 Kotlin 的智能类型转换功能, 进行过类型判断之后, 你就可以直接访问这个类型的成员函数和属性, 而不必再进行类型检查.

fun hasPrefix(x: Any) = when(x) {
    is String -> x.startsWith("prefix")
    else -> false
}

你可以使用 when 替代 if-else if 串. 如果没有使用主语, 那么所有的分支条件都应该是单纯的布尔表达式. 条件计算结果为 true 的第一个分支会被执行:

when {
    x.isOdd() -> print("x is odd")
    y.isEven() -> print("y is even")
    else -> print("x+y is odd")
}

你可以使用以下语法, 将主语保存到一个变量中:

fun Request.getBody() =
    when (val response = executeRequest()) {
        is Success -> response.body
        is HttpError -> throw HttpException(response.status)
    }

作为主语引入的这个变量, 它的有效范围仅限于这个 when 表达式或语句的 body 部之内.

when 表达式中的保护条件(Guard Condition)

保护条件(Guard Condition) 允许你在 when 表达式的分支中包含一个以上的条件, 让复杂的控制流变得更加明确和简洁. 你可以在带有主语的 when 表达式语句中使用保护条件.

要在一个分支中包含保护条件, 请将它放在主条件之后, 用 if 分隔:

sealed interface Animal {
    data class Cat(val mouseHunter: Boolean) : Animal
    data class Dog(val breed: String) : Animal
}

fun feedAnimal(animal: Animal) {
    when (animal) {
        // 只带有主条件的分支. 当 `animal` 是 `Dog` 时, 调用 `feedDog()`
        is Animal.Dog -> feedDog()
        // 带有主条件和保护条件的分支. 当 `animal` 是 `Cat`, 并且不是 `mouseHunter` 时, 调用 `feedCat()`
        is Animal.Cat if !animal.mouseHunter -> feedCat()
        // 如果上面的条件都不成立, 打印输出 "Unknown animal"
        else -> println("Unknown animal")
    }
}

在单个 when 表达式中, 你可以组合使用带有保护条件和不带保护条件的分支. 带有保护条件的分支中的代码, 只有在主条件和保护条件的计算结果都为 true 时才会运行. 如果主条件不成立, 那么保护条件不会被计算.

如果你在没有 else 分支的 when 语句中使用保护条件, 而且所有的条件都不成立, 那么所有的分支都不会执行.

相反, 如果你在没有 else 分支的 when 表达式中使用保护条件, 编译器会要求你声明所有的可能情况, 以免发生运行期错误.

此外, 保护条件支持 else if:

when (animal) {
    // 检查 `animal` 是不是 `Dog`
    is Animal.Dog -> feedDog()
    // 保护条件, 检查 `animal` 是 `Cat`, 并且不是 `mouseHunter`
    is Animal.Cat if !animal.mouseHunter -> feedCat()
    // 如果以上条件都不成立, 而且 animal.eatsPlants 为 true, 调用 giveLettuce()
    else if animal.eatsPlants -> giveLettuce()
    // 如果以上条件都不成立, 打印输出 "Unknown animal"
    else -> println("Unknown animal")
}

在单个分支中, 可以使用布尔操作符 && (与) 或 || (或), 组合多个保护条件. 请在布尔表达式之外使用括号, 以避免混乱:

when (animal) {
    is Animal.Cat if (!animal.mouseHunter && animal.hungry) -> feedCat()
}

你可以在任何带有主语的 when 表达式或语句中使用保护条件, 但使用逗号分隔的多个条件例外. 例如, 0, 1 -> print("x == 0 or x == 1").

for 循环

任何值, 只要能够产生一个迭代器(iterator), 就可以使用 for 循环进行遍历. 相当于 C# 等语言中的 foreach 循环. for 循环的语法如下:

for (item in collection) print(item)

for 循环体可以是多条语句组成的代码段.

for (item: Int in ints) {
    // ...
}

前面提到过, 凡是能够产生迭代器(iterator)的值, 都可以使用 for 进行遍历. 也就是说, 遍历对象需要满足以下条件:

存在一个成员函数或扩展函数 iterator(), 它的返回类型应该是 Iterator<> 类型, 并且这个 Iterator<> 类型应该:
- 存在一个成员函数或扩展函数 next()
- 存在一个成员函数或扩展函数 hasNext(), 它的返回类型为 Boolean 类型.

上述三个函数都需要标记为 operator.

要遍历一个数值范围, 可以使用值范围表达式:

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 1..3) {
        print(i)
    }
    for (i in 6 downTo 0 step 2) {
        print(i)
    }
    // 输出结果为: 1236420
//sampleEnd
}

使用 for 循环来遍历数组或值范围(Range)时, 会被编译为基于数组下标的循环, 不会产生迭代器(iterator)对象.

如果你希望使用下标变量来遍历数组或 List, 可以这样做:

fun main() {
    val array = arrayOf("a", "b", "c")
//sampleStart
    for (i in array.indices) {
        print(array[i])
    }
    // 输出结果为: abc
//sampleEnd
}

或者, 你也可以使用 withIndex 库函数:

fun main() {
    val array = arrayOf("a", "b", "c")
//sampleStart
    for ((index, value) in array.withIndex()) {
        println("the element at $index is $value")
    }
    // 输出结果为:
    // the element at 0 is a
    // the element at 1 is b
    // the element at 2 is c
//sampleEnd
}

while 循环

while 和 do-while 循环会在满足条件时反复处理它们的循环体. 但它们检查循环条件的时刻不同:

while 先检查条件, 并在条件满足时, 处理循环体, 然后再次跳回到条件检查.
do-while 先处理循环体, 然后再检查条件. 如果条件满足, 就会继续循环. 因此 do-while 的循环体至少会运行一次, 无论条件是否成立.

while (x > 0) {
    x--
}

do {
    val y = retrieveData()
} while (y != null) // 在这里可以访问 y!

循环的中断(break)与继续(continue)

Kotlin 的循环支持传统的 break 和 continue 操作符. 详情请参见返回与跳转.

2025/10/21