3.1　类型系统

定型（typing，又称类型指派）的过程就是赋予一组比特以具体的意义。类型通常和存储器中的数值或对象（如变量）相联系。因为在计算机中，任何数值都是由一组简单的比特位组成的，硬件无法区分存储器地址、脚本、字符、整数及浮点数。类型可以告知程序和程序设计者，应该怎么对待那些比特位。

3.1.1　类型系统的作用

使用类型系统，编译器可以检查无意义的、无效的、类型不匹配等错误代码。这也正是强类型语言能够提供更多的代码安全性保障的原因之一。

另外，静态类型检查还可以提供有用的信息给编译器。与动态类型语言相比，由于有了类型的显式声明，静态类型的语言更加易读好懂。

有了类型，我们还可以更好地做抽象化、模块化的工作。这使得我们可以在较高抽象层次思考并解决问题。例如，Java中的字符数组char[]s={'a','b','c'}和字符串类型String str="abc"就是最简单、最典型的抽象封装实例。下面分别举例说明。

字符数组代码示例如下：

字符串代码示例如下：

3.1.2　Java类型系统

Java类型系统可以简单用下面的图3-1来表示。

图3-1　Java类型系统

关于Java中的null，有很多比较“坑”的地方。例如：

基本数据类型与引用数据类型在创建时，内存存储方式区别如下：

• 　基本数据类型在被创建时，在栈上给其划分一块内存，将数值直接存储在栈上（性能高）；
• 　引用数据类型在被创建时，首先在栈上给其引用（句柄）分配一块内存，而对象的具体信息存储在堆内存上，然后由栈上面的引用指向堆中对象的地址。

3.1.3　Kotlin的类型系统

Java是一个近乎“纯洁”的面向对象编程语言，但是为了编程方便还是引入了基本数据类型。为了能够将这些基本数据类型当成对象操作，Java为每一个基本数据类型都引入了对应的包装类型（wrapper class），int的包装类型就是Integer，从Java 5开始引入了自动装箱／拆箱机制，使得二者可以相互转换。Java为每个原始类型提供了相应的包装类型。

• 　原始类型：boolean，char，byte，short，int，long，float，double。
• 　相应的包装类型：Boolean, Character, Byte, Short, Integer, Long, Float, Double。

Kotlin中去掉了原始类型，只有包装类型，编译器在编译代码的时候，会自动优化性能，把对应的包装类型拆箱为原始类型。

Kotlin系统类型分为可空类型和不可空类型。Kotlin中引入了可空类型，把有可能为null的值单独用可空类型来表示。这样就在可空引用与不可空引用之间划分出一条明确的、显式的“界线”。

Kotlin类型层次结构如图3-2所示。

图3-2　Kotlin类型层次结构

通过这样显式地使用可空类型，并在编译期作类型检查，大大降低了出现空指针异常的概率。

对于Kotlin中的数字类型而言，不可空类型与Java中原始的数字类型对应，如表3-1所示。

Kotlin中对应的可空数字类型就相当于Java中的装箱数字类型，如表3-2所示。

表3-1　Kotlin中的数字类型与Java中原始的数字类型

表3-2　Kotlin中的可空数字类型与Java中的装箱数字类型

在Java中，从基本数字类型到引用数字类型的转换过程就是典型的装箱操作，例如int转为Integer。倒过来，从Integer转为int就是拆箱操作。同理，在Kotlin中非空数字类型Int到可空数字类型Int?需要进行装箱操作。同时，非空的Int类型会被编译器自动拆箱成基本数据类型int，存储的时候也会存到栈空间。例如下面的代码，当为Int类型的时候，a===b返回的是true；而当为Int?的时候，a===b返回的是false。

上面返回的都是true，因为a、b它们都是以原始类型存储的，类似于Java中的基本数字类型。

可以看出，当a、b都为可空类型时，a与b的引用是不等的。“等于”号的简单说明如表3-3所示。

表3-3　Kotlin中的“等于”号说明

另外，Java中的数组也是一个较为特殊的类型。这个类型是T[]，这个方括号让我们觉得不太“优雅”。Kotlin中摒弃了这个数组类型声明的语法。Kotlin简单直接地使用Array类型代表数组类型。这个Array中定义了get、set算子函数，同时有一个size属性代表数组的长度，还有一个返回数组元素的迭代子Iterator的函数iterator()。完整的定义如下：

其中，构造函数我们可以这么用：

在编程过程中常用的是boolean[]、char[]、byte[]、short[]、int[]、long[]、float[]、double[]；Kotlin直接使用了8个新的类型来对应这样的编程场景：

    BooleanArray
    ByteArray
    CharArray
    DoubleArray
    FloatArray
    IntArray
    LongArray
    ShortArray