移动开发中的 Kotlin 特性：定义、结构和运作方式

类（data class、sealed class、object、companion object）

Kotlin 扩展了 Java 的类概念。data class、sealed class、object 和 companion object — 这些是在 Java 中不存在或以不同方式实现的结构。

data class 与 sealed class

data class — 自动生成 equals()、hashCode()、toString()、copy() 和 componentN() 的类。非常适合数据模型（DTO、Entity）。要求：主构造函数中至少有一个参数、val/var、不能是 open/sealed/inner。sealed class — 具有受限子类层次结构的类。所有子类在编译时已知并在同一文件中声明。带 sealed class 的 when 表达式不需要 else 分支。sealed interface（Kotlin 1.9+）— 与 sealed class 相同但允许多重继承。object — 单例，用 object 关键字（不是 class）声明。线程安全的延迟初始化。companion object — 类的静态成员。有名称（默认为 Companion）。可以实现接口并拥有扩展函数。

data class — 用于 90% 的模型。sealed class — 用于 UI State 和结果。object — 用于单例。IT Sectr 建议对所有屏幕状态（Loading、Success、Error）使用 sealed class。

Sealed class 实践

Sealed class — 用于建模状态的强大工具。示例：UiState<T> 及其子类 Loading、Success(data: T)、Error(message: String)。when 表达式保证处理所有状态。Sealed interface — 用于需要多重实现的事件和操作。Value class（Kotlin 1.5+）— 无开销的单一值包装器。用于类型安全标识符：@JvmInline value class UserId(val id: String)。

函数（extension、inline、higher-order、scope functions）

Extension Function — 无需继承即可向现有类添加方法。fun String.isEmail(): Boolean。Extension Property — 属性同样（无 backing field）。Inline Function — 将函数体插入调用点 — 无调用开销。用于带 lambda 的 higher-order 函数。Higher-Order Function — 接受或返回另一个函数的函数。Scope Functions — 用于处理对象上下文的五个函数：let、run、with、apply、also。

Scope Functions

let — 上下文 it，返回 lambda 结果。用于空安全调用（?.let {}）。apply — 上下文 this，返回上下文。用于对象配置。run — 上下文 this，返回 lambda 结果。用于带上下文的计算。also — 上下文 it，返回上下文。用于副作用（日志记录）。with — 不是扩展，上下文 this，返回 lambda 结果。用于对对象的一组操作。Lambda — 匿名函数。Destructuring Declaration — 将 data class 解包为变量：val (name, age) = person。

Inline + reified

Inline function 与 reified — 在 JVM 中保留泛型类型的唯一方法。用途：类型安全构建器（Gson.fromJson<T>()）、类型检查（is T）、获取类（T::class）。Crossinline 和 Noinline — inline 函数中 lambda 参数的修饰符。crossinline — 禁止非局部返回，noinline — 禁止特定 lambda 的内联。IT Sectr 建议仅在处理类型时使用 inline + reified；对于普通的 higher-order 函数，inline 可能会增加字节码大小。

协程（Coroutine Builder、Dispatchers、Scope）

协程 — 用于异步编程的轻量级线程。不阻塞线程 — 挂起（suspend）。suspend function — 可以在不阻塞线程的情况下挂起的函数。只能从协程或其他挂起函数调用。

CoroutineScope

CoroutineScope — 协程的作用域。包含 CoroutineContext（Job + Dispatcher）。lifecycleScope — 用于 Activity/Fragment（生命周期感知）。viewModelScope — 用于 ViewModel（onCleared() 时自动取消）。GlobalScope — 全局作用域（不用于生产 — 内存泄漏）。Dispatchers：Dispatchers.Main（UI）、Dispatchers.IO（网络/磁盘）、Dispatchers.Default（CPU 密集型）、Dispatchers.Unconfined（不推荐）。launch — 启动协程：Job。async — 带结果启动：Deferred<T>。runBlocking — 阻塞桥接。withContext — 在挂起函数内切换 Dispatcher。

// 协程示例：在 ViewModel 中加载数据
class MainViewModel : ViewModel() {
    private val _state = MutableStateFlow<UiState>(UiState.Loading)
    val state: StateFlow<UiState> = _state.asStateFlow()

    fun loadData() {
        viewModelScope.launch {
            _state.value = UiState.Loading
            try {
                val data = withContext(Dispatchers.IO) {
                    repository.fetchData()
                }
                _state.value = UiState.Success(data)
            } catch (e: Exception) {
                _state.value = UiState.Error(e.message)
            }
        }
    }
}

// 使用 async 的并行请求
suspend fun loadCombinedData(): CombinedData = coroutineScope {
    val users = async(Dispatchers.IO) { api.getUsers() }
    val posts = async(Dispatchers.IO) { api.getPosts() }
    CombinedData(users.await(), posts.await())
}

viewModelScope.launch — ViewModel 中的标准协程启动。withContext(Dispatchers.IO) — 切换到 IO 线程进行网络请求。Dispatchers 决定协程在哪个线程池上执行。IT Sectr 建议 ViewModel 使用 viewModelScope，Activity/Fragment 使用 lifecycleScope。

高级功能（reified、destructuring、lateinit/lazy）

reified — inline 函数中的类型修饰符。允许使用类型：T::class、is T、as T。没有 reified，JVM 中的泛型会被擦除（类型擦除）。inline fun + reified — 用于类型安全 API 的强大组合。Destructuring Declaration — val (x, y) = point。适用于 data class 和具有 componentN() 的类型。typealias — 类型别名：typealias Callback = (String) -> Unit。lateinit — var 的延迟初始化（用于依赖注入）。非线程安全。lazy — val 的惰性初始化（默认线程安全）。lazy(LazyThreadSafetyMode.NONE) — 无同步。Extension function 和 Extension property — 无需继承即可添加功能。Kotlin 是一种扩展函数解决 90% 工具任务的语言。

委托属性

Delegated Properties — 将 getter/setter 委托给另一个对象。标准委托：lazy、observable、vetoable、map。通过 getValue/setValue 操作符自定义委托。by — 委托关键字：val name by lazy { loadName() }。委托属性是 ViewModel 委托（by viewModels()）的基础。IT Sectr 建议对延迟初始化使用 lazy，对观察更改使用 Delegates.observable。

reified — 用于类型安全 API。lazy — 用于延迟加载。delegated properties — 用于重用属性逻辑。IT Sectr 建议掌握所有这些功能以实现高效的 Kotlin 开发。

Flow 和 StateFlow

Flow — Kotlin 中的冷异步数据流。根据收集器的请求发出值。StateFlow — 具有单一当前值的热 Flow。在 ViewModel 中用于 UI State。SharedFlow — 用于事件的热 Flow（一次性事件）。flowOf、asFlow — 从集合创建 Flow。catch、retry、debounce — 操作符。stateIn、shareIn — 将冷 Flow 转换为热 Flow。IT Sectr 建议 UI State 使用 StateFlow，事件（Snackbar、导航）使用 SharedFlow。

class SearchViewModel : ViewModel() {
    private val _query = MutableStateFlow("")
    val suggestions: StateFlow<List<String>> = _query
        .debounce(300)
        .filter { it.length >= 2 }
        .flatMapLatest { repository.search(it) }
        .stateIn(viewModelScope, SharingStarted.WhileSubscribed(5000), emptyList())

    fun onQueryChanged(query: String) {
        _query.value = query
    }
}

序列化（kotlinx.serialization、Parcelize）

kotlinx.serialization — 用于 JSON 序列化的 Kotlin 库。@Serializable — 注解。@SerialName — 自定义字段名。支持：JSON、CBOR、ProtoBuf。Parcelize — 用于 Android Parcelable 的 @Parcelize（无需手动实现）。Gson vs Moshi vs kotlinx：kotlinx.serialization — Kotlin 优先、编译安全、无反射。Moshi — 注解 + codegen。IT Sectr 建议新项目使用 kotlinx.serialization，现有项目使用 Moshi。

@Serializable
data class ApiResponse<T>(
    val success: Boolean,
    @SerialName("data") val data: T? = null,
    val error: String? = null
)

@Serializable
data class User(
    val id: Int,
    val name: String,
    val email: String
)

// 反序列化
val json = Json { ignoreUnknownKeys = true }
val response = json.decodeFromString<ApiResponse<List<User>>>(jsonString)
println("Users: ${response.data?.size ?: 0}")