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Kotlin控制流程之if表达式

2023-09-097.1k 阅读

if表达式基础

在Kotlin中，if表达式是用于条件判断的基本结构。它的作用是根据给定的条件来决定执行哪一部分代码。if表达式的基本语法如下：

if (condition) {
    // 当条件condition为true时执行的代码块
}

这里的condition是一个布尔表达式，它的结果要么是true，要么是false。如果condition为true，那么大括号{}内的代码块将会被执行；如果为false，则代码块将被跳过。

例如，我们有一个简单的需求，判断一个整数是否大于10：

fun main() {
    val number = 15
    if (number > 10) {
        println("$number 大于 10")
    }
}

在上述代码中，number的值为15，number > 10这个条件为true，所以println("$number 大于 10")这行代码会被执行，输出15 大于 10。

if - else结构

在很多情况下，我们不仅需要在条件为true时执行某些代码，还需要在条件为false时执行另外一些代码。这时候就可以使用if - else结构。其语法如下：

if (condition) {
    // 当条件condition为true时执行的代码块
} else {
    // 当条件condition为false时执行的代码块
}

还是以上面判断整数是否大于10的例子为例，我们可以在条件不满足时输出另外的信息：

fun main() {
    val number = 5
    if (number > 10) {
        println("$number 大于 10")
    } else {
        println("$number 不大于 10")
    }
}

这里number的值为5，number > 10条件为false，所以会执行else块中的代码，输出5 不大于 10。

if - else if - else结构

当有多个条件需要依次判断时，我们可以使用if - else if - else结构。其语法如下：

if (condition1) {
    // 当条件condition1为true时执行的代码块
} else if (condition2) {
    // 当条件condition1为false且condition2为true时执行的代码块
} else {
    // 当所有条件都为false时执行的代码块
}

比如，我们要根据一个学生的成绩来给出相应的评价：

fun main() {
    val score = 75
    if (score >= 90) {
        println("优秀")
    } else if (score >= 80) {
        println("良好")
    } else if (score >= 60) {
        println("及格")
    } else {
        println("不及格")
    }
}

在这个例子中，score的值为75，首先score >= 90为false，接着score >= 80为true，所以会输出良好。

if表达式作为值

与其他一些编程语言不同，在Kotlin中if表达式不仅仅是一种控制结构，它还可以作为一个值返回。这意味着我们可以将if表达式的结果赋值给一个变量。语法如下：

val result = if (condition) {
    valueIfTrue
} else {
    valueIfFalse
}

这里condition是条件，valueIfTrue是条件为true时返回的值，valueIfFalse是条件为false时返回的值。例如：

fun main() {
    val number = 10
    val result = if (number % 2 == 0) {
        "偶数"
    } else {
        "奇数"
    }
    println(result)
}

在上述代码中，number的值为10，number % 2 == 0条件为true，所以result的值为"偶数"，最终输出偶数。

这种特性在很多场景下非常有用，比如根据不同条件选择不同的计算逻辑，并将计算结果用于后续操作。例如，我们要计算两个数的较大值：

fun main() {
    val num1 = 15
    val num2 = 20
    val max = if (num1 > num2) {
        num1
    } else {
        num2
    }
    println("较大值是：$max")
}

这里通过if表达式比较num1和num2的大小，并将较大值赋给max变量，然后输出。

if表达式的嵌套

在实际编程中，我们可能会遇到需要在一个if表达式的代码块中再嵌套另一个if表达式的情况，这就是if表达式的嵌套。其基本语法如下：

if (outerCondition) {
    if (innerCondition) {
        // 当outerCondition和innerCondition都为true时执行的代码块
    } else {
        // 当outerCondition为true且innerCondition为false时执行的代码块
    }
} else {
    // 当outerCondition为false时执行的代码块
}

例如，我们要判断一个年份是否为闰年，闰年的判断规则是：能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除。代码如下：

fun main() {
    val year = 2020
    if (year % 4 == 0) {
        if (year % 100 != 0 || year % 400 == 0) {
            println("$year 是闰年")
        } else {
            println("$year 不是闰年")
        }
    } else {
        println("$year 不是闰年")
    }
}

在这个例子中，首先判断year是否能被4整除，如果能被4整除，再进一步判断是否满足能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除的条件。year值为2020，满足能被4整除且能被400整除，所以输出2020 是闰年。

if表达式与布尔逻辑运算符结合

在if表达式的条件中，我们经常会使用布尔逻辑运算符来组合多个条件。Kotlin中主要的布尔逻辑运算符有&&（与）、||（或）和!（非）。

使用&&运算符

&&运算符表示“与”的关系，只有当它两边的条件都为true时，整个表达式才为true。例如，我们要判断一个数是否在10到20之间（包括10和20）：

fun main() {
    val number = 15
    if (number >= 10 && number <= 20) {
        println("$number 在10到20之间")
    } else {
        println("$number 不在10到20之间")
    }
}

这里number的值为15，number >= 10和number <= 20都为true，所以number >= 10 && number <= 20整个表达式为true，输出15 在10到20之间。

使用||运算符

||运算符表示“或”的关系，只要它两边的条件中有一个为true，整个表达式就为true。比如，我们要判断一个人是否满足可以购买彩票的条件（年龄大于等于18岁或者是工作人员）：

fun main() {
    val age = 17
    val isStaff = true
    if (age >= 18 || isStaff) {
        println("可以购买彩票")
    } else {
        println("不可以购买彩票")
    }
}

这里age为17，age >= 18为false，但isStaff为true，所以age >= 18 || isStaff整个表达式为true，输出可以购买彩票。

使用!运算符

!运算符表示“非”的关系，它会将其后的条件取反。例如，我们要判断一个数是否不等于10：

fun main() {
    val number = 15
    if (!(number == 10)) {
        println("$number 不等于10")
    } else {
        println("$number 等于10")
    }
}

这里number的值为15，number == 10为false，!(number == 10)就为true，所以输出15 不等于10。实际上，我们也可以直接写成if (number != 10)，这样更简洁，但这里主要是为了展示!运算符的使用。

if表达式在函数中的应用

在Kotlin函数中，if表达式可以用于根据不同条件返回不同的值或者执行不同的操作。例如，我们定义一个函数来根据不同的分数返回相应的等级：

fun getGrade(score: Int): String {
    if (score >= 90) {
        return "A"
    } else if (score >= 80) {
        return "B"
    } else if (score >= 60) {
        return "C"
    } else {
        return "D"
    }
}

fun main() {
    val score = 75
    val grade = getGrade(score)
    println("分数 $score 对应的等级是 $grade")
}

在这个getGrade函数中，根据传入的score参数的值，通过if - else if - else结构返回不同的等级。在main函数中调用该函数并输出结果。

if表达式与集合和数组的结合应用

我们可以使用if表达式来处理集合和数组中的元素。例如，在一个整数数组中，我们要找出所有的偶数并打印出来：

fun main() {
    val numbers = intArrayOf(1, 2, 3, 4, 5, 6)
    for (number in numbers) {
        if (number % 2 == 0) {
            println(number)
        }
    }
}

在上述代码中，通过for循环遍历数组numbers，在每次循环中使用if表达式判断当前元素是否为偶数，如果是则打印出来。

对于集合也是类似的操作，比如在一个字符串集合中，我们要找出所有长度大于5的字符串：

fun main() {
    val words = listOf("apple", "banana", "cherry", "date", "elderberry")
    for (word in words) {
        if (word.length > 5) {
            println(word)
        }
    }
}

这里通过for循环遍历集合words，使用if表达式判断每个字符串的长度是否大于5，满足条件的字符串被打印出来。

if表达式在Android开发中的应用

在Android开发中，if表达式经常用于根据不同的用户界面状态或用户操作执行不同的逻辑。例如，在一个登录界面中，我们要判断用户输入的用户名和密码是否正确：

import android.os.Bundle
import android.widget.Button
import android.widget.EditText
import android.widget.Toast
import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity

class LoginActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setContentView(R.layout.activity_login)

        val usernameEditText: EditText = findViewById(R.id.usernameEditText)
        val passwordEditText: EditText = findViewById(R.id.passwordEditText)
        val loginButton: Button = findViewById(R.id.loginButton)

        loginButton.setOnClickListener {
            val username = usernameEditText.text.toString()
            val password = passwordEditText.text.toString()
            if (username == "admin" && password == "123456") {
                Toast.makeText(this, "登录成功", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            } else {
                Toast.makeText(this, "用户名或密码错误", Toast.LENGTH_SHORT).show()
            }
        }
    }
}

在上述代码中，当用户点击登录按钮时，获取用户输入的用户名和密码，然后通过if表达式判断用户名和密码是否正确，并根据结果显示相应的提示信息。

if表达式的性能考虑

在大多数情况下，if表达式的性能是足够的。但是，当if - else if - else结构中的条件判断非常复杂或者条件数量非常多时，可能会影响性能。在这种情况下，可以考虑使用when表达式（Kotlin中的另一种条件判断结构）来替代if - else if - else结构，因为when表达式在处理大量条件时通常具有更好的性能和可读性。

例如，以下是一个使用when表达式替代复杂if - else if - else结构的例子。假设我们要根据一个整数的不同值执行不同的操作：

fun main() {
    val number = 3
    when (number) {
        1 -> println("数字是1")
        2 -> println("数字是2")
        3 -> println("数字是3")
        else -> println("其他数字")
    }
}

与复杂的if - else if - else结构相比，when表达式更加简洁明了，并且在性能上可能更优，尤其是当条件数量较多时。

总结if表达式的使用场景和注意事项

  1. 使用场景：
    • 简单条件判断：用于根据单一条件决定是否执行某段代码，如判断一个数是否大于某个值。
    • 二选一情况：if - else结构适用于在两个不同操作中进行选择，比如判断一个文件是否存在，存在则读取，不存在则提示创建。
    • 多条件判断：if - else if - else结构可用于根据多个互斥条件执行不同代码块，如根据用户输入的不同选项执行不同功能。
    • 作为值返回：在需要根据条件返回不同值的场景中非常有用，比如根据不同配置返回不同的默认值。
    • 嵌套条件判断：当条件判断存在层次关系时，如先判断大的范围，再在范围内进一步细分判断。
    • 结合布尔逻辑运算符：处理复杂的条件组合，如判断一个人是否满足特定的多个条件（年龄、性别、职业等）。
    • 在函数中使用：根据不同输入参数执行不同逻辑并返回相应结果。
    • 与集合和数组结合：筛选出符合特定条件的元素进行处理。
    • 在Android开发等应用开发中：根据用户界面状态、用户操作等执行不同逻辑。
  2. 注意事项：
    • 条件的准确性：确保if表达式中的条件能够准确表达业务需求，避免逻辑错误。
    • 代码可读性：对于复杂的if - else if - else结构，注意保持代码的缩进和格式，以提高可读性。必要时可考虑使用when表达式替代。
    • 嵌套深度：尽量避免if表达式的过度嵌套，过深的嵌套会使代码难以理解和维护。可以通过提取方法等方式来简化嵌套结构。
    • 类型检查：在条件判断中，注意操作数的类型是否匹配，避免类型相关的错误。
    • 短路特性：理解&&和||运算符的短路特性，合理利用可以提高代码效率和避免不必要的计算。例如，在a && b中，如果a为false，则不会计算b；在a || b中，如果a为true，则不会计算b。

通过对Kotlin中if表达式的深入学习，我们可以在编程中更加灵活、准确地根据不同条件来控制程序的执行流程，从而编写出更加健壮和高效的代码。无论是简单的小程序，还是复杂的Android应用或其他类型的项目，if表达式都是不可或缺的重要组成部分。掌握其各种用法和注意事项，将有助于我们提升编程能力和解决实际问题的能力。在实际开发中，要根据具体的业务需求和代码场景，合理选择和运用if表达式的不同形式，以达到最佳的编程效果。同时，也要不断通过实践来加深对if表达式的理解和运用，在遇到复杂条件判断时能够迅速准确地编写出合适的代码。