6.變數聲明與基本類型(Primitive Type)

• 2020 年 3 月 9 日
• 筆記

本文將會介紹 Java 的基本類型和 Kotlin 的區別。我們知道，Java 的基本類型是 boolean, char, short, int, long, float, double。這些基本類型不是對象，只可以進行基本的數學邏輯運算。Java 雖然打著「一切皆對象」的口號，但在基本類型還是留了一手。他們是特別的存在。

至於為什麼要保留基本類型，真相只有一個：性能。大部分基本類型操作是一條指令就可以完成的，而對象方法調用則需要很多條指令才能完成；另外佔用記憶體相比對象，也小很多。可以說 Java 誕生初期，在概念統一和性能的權衡下，把天平偏向了性能。這也很合理：90 年代時候的硬體速度還非常慢。且 Java 最初是為嵌入式設備而設計的，後面才把目標改為互聯網。

現在市面上大部分的銀行卡，裡面裝的是 Java 虛擬機，開發者通過編寫受限的 Java 程式碼來實現一個叫 Applet 的應用單元，並裝載到銀行卡中。銀行卡被插入後，機器會通過針腳或 NFC 和銀行卡進行通訊。這種技術叫 Java Card 技術。 所謂受限的 Java 程式碼，沒有 String，沒有 JDK，甚至大部分連 int 都不支援。只能用 byte 和 short。因為晶片是 16 位的。 我上一份工作，在銀行卡上實現了三種數字貨幣的交易協議。。

我們不妨把 Java 的面向對象稱為不完全面向對象。那麼是否有「真·面向對象」語言？有的。如 Smalltalk，Python，Kotlin 就是。在他們的編程環境里，沒有基本類型，是真正的「一切皆對象」。這樣帶來的好處是概念的統一。「基本類型」這樣的概念不再被需要，不再需要特別的處理它，所有聲明出來的變數都具有同樣的行為，不再需要區分引用類型和值類型。說到引用類型和值類型，大家在初學 Java 的時候應該都花了不少功夫去理解吧？

當然了，Java 也有基本類型對應的對象封裝。如 int 對應 Integer，float 對應 Float，並且 jdk1.5 之後提供了自動裝箱拆箱的編譯器特性。但因為寫起來比基本類型麻煩，且考慮性能問題，導致如果不是限定場景，大家都不會主動用它們。

而 Kotlin 為了提供完全面向對象的特性，摒棄了基本類型。但 Kotlin 沒有直接使用 Java 的 java.lang.Integer，java.lang.Float 裝箱類，而是另起山頭，創造了 kotlin.Int，kotlin.Float 等類，因為別人寫的程式碼都是 shit，因為 Java 的裝箱類是集成在 JDK 的，無法隨著 Kotlin 版本更新而更新。且在 Kotlin 中，數值類還有擁有額外的編譯特性：

前面說到 Java 因為性能問題，保留了基本類型。那麼 Kotlin 選擇了完全面向對象，那理應要承受一定的性能損失。但其實 Kotlin 在編譯成 jvm 位元組碼的時候，大部分的 Int 都會編譯回 int，小部分會被編譯成 Integer。這個小部分，典型的情況就是你聲明一個變數為可空類型時，即聲明為 Int?，這個時候無法使用 jvm 的基本類型結構。

而我們觀察 kotlin.Int 時，可以看到除了數學運算的運算符重載方法，和強轉的方法（toFloat，toLong 等）外，就沒有其他方法了，而這些方法都可以直接對應基本類型運算的操作。kotlin.Int 聲明為這樣一個簡潔的數值封裝類，讓轉換為 jvm 位元組碼的基本類型鋪平道路。

所以使用 kotlin 的數值類型時，絕大部分場景下，不會有額外的性能開銷。

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