練習題：Kotlin 基本概念

1. 事前準備

您已花了很多心力瞭解 Kotlin 程式設計的基本知識，現在是時候來實際運用所學了。

這些練習可測試您對於所學概念的理解程度。主題是根據實際用途而定，其中有些您或許已經看過。

按照操作說明找出每個問題的解決方案。如果遇到困難，其中一些練習可以給予提示。雖然解決方案程式碼就在這個練習的結尾處，但我們極力建議您先解決練習中的問題，再查看答案。

不妨將解決方案視為一種解決問題的方法，您也可以盡情地進行實驗。您可以運用多種方式來解決某些練習，並為函式和變數使用不同的名稱。

請依照自己的步調逐一瞭解問題所在。我們提供的預估時間僅供參考，您不必一定要在時間內完成。建議您花些時間仔細思考每個問題的解決方法。

建議使用 Kotlin Playground 來解決這些練習的問題。

必要條件

熟悉 Kotlin Playground
具備定義及呼叫函式的能力
具備 Kotlin 基本資料類型的知識
具備不可變動和可變動變數的知識
具備 println() 函式的知識
完成下列程式碼研究室：您在 Kotlin 中的第一個程式、在 Kotlin 中建立及使用變數，以及在 Kotlin 中建立及使用函式

軟硬體需求

一台可連上網際網路並具備網路瀏覽器的電腦

2. 輸出訊息

和朋友分享在這個課程中學到的知識。

您是否能撰寫可分別以四行輸出這些訊息的 main() 函式？

Use the val keyword when the value doesn't change.
Use the var keyword when the value can change.
When you define a function, you define the parameters that can be passed to it.
When you call a function, you pass arguments for the parameters.

3. 修正編譯錯誤

這個程式會輸出訊息，通知使用者已收到朋友傳送的即時通訊訊息。

fun main() {
    println("New chat message from a friend'}
}

您能找出這個程式中編譯錯誤的根本原因並加以修正嗎？
程式碼是否使用適當符號，來表示字串和函式引數的開始和結束？

提示：您可以使用 Kotlin Playground 執行程式碼，並查看編譯錯誤。

修正錯誤後，程式應該可以在沒有錯誤的情況下編譯，且可以將以下內容輸出：

New chat message from a friend

4. 字串範本

這個程式會通知使用者特定商品即將推出的促銷活動。其中包含字串範本，這個範本分別使用 discountPercentage 和 item 變數來表示折扣百分比和特價商品，但程式碼中含有編譯錯誤。

fun main() {
    val discountPercentage: Int = 0
    val offer: String = ""
    val item = "Google Chromecast"
    discountPercentage = 20
    offer = "Sale - Up to $discountPercentage% discount on $item! Hurry up!"

    println(offer)
}

您能找出錯誤的根本原因並加以修正嗎？
在 Kotlin Playground 中執行程式碼前，您能否決定這個程式的輸出內容？

提示：您能否將值重新指派給唯讀變數？

修正錯誤後，程式應該可以在沒有錯誤的情況下編譯，且可以將以下內容輸出：

Sale - Up to 20% discount on Google Chromecast! Hurry up!

5. 字串串連

這個程式會顯示派對總人數。派對中有成人和兒童。numberOfAdults 變數代表派對的成人人數，numberOfKids 變數則代表兒童人數。

fun main() {
    val numberOfAdults = "20"
    val numberOfKids = "30"
    val total = numberOfAdults + numberOfKids
    println("The total party size is: $total")
}

步驟 1

在 Kotlin Playground 中執行程式碼前，您能否決定這個程式的輸出內容？

決定輸出內容之後，請在 Kotlin Playground 中執行程式碼，然後檢查輸出內容是否與所顯示的相符。

提示：在兩個字串中使用 + 運算子會有什麼影響？

步驟 2

程式碼可以執行及輸出部分內容，但輸出內容不會顯示參加派對的總人數。

您是否能找出程式碼中的問題並加以修正，使程式碼可以輸出此內容？

The total party size is: 50

6. 訊息格式

這個程式會顯示員工本月獲得的總薪酬。總薪酬可分為兩個部分：baseSalary 變數 (員工每月收到的薪酬) 和 bonusAmount 變數 (員工可獲得的額外獎勵)。

fun main() {
    val baseSalary = 5000
    val bonusAmount = 1000
    val totalSalary = "$baseSalary + $bonusAmount"
    println("Congratulations for your bonus! You will receive a total of $totalSalary (additional bonus).")
}

您是否能在 Kotlin Playground 中執行程式碼前，釐清這個程式碼的輸出內容？
在 Kotlin Playground 中執行程式碼時，程式碼是否如預期輸出內容？

7. 實作基本數學運算

在本練習中，您會編寫一個程式來執行基本數學運算並將內容輸出。

步驟 1

這個 main() 函式有一個編譯錯誤：

fun main() {
    val firstNumber = 10
    val secondNumber = 5

    println("$firstNumber + $secondNumber = $result")
}

您能否修正錯誤，讓程式輸出這個內容？

10 + 5 = 15

步驟 2

程式碼雖然正常運作，但新增兩個數字的邏輯位於結果變數中，因而使得程式碼較無法靈活重複使用。您可以改為將加總運算擷取至 add() 函式中，如此一來就能重複使用該程式碼。如要執行這項操作，請使用下列程式碼來更新程式碼。請注意，程式碼現在會實作名為 thirdNumber 的新 val，並以 firstNumber 輸出這個新變數的結果。

fun main() {
    val firstNumber = 10
    val secondNumber = 5
    val thirdNumber = 8

    val result = add(firstNumber, secondNumber)
    val anotherResult = add(firstNumber, thirdNumber)

    println("$firstNumber + $secondNumber = $result")
    println("$firstNumber + $thirdNumber = $anotherResult")
}

// Define add() function below this line

您是否能定義 add() 函式，讓程式能將此內容輸出？

10 + 5 = 15
10 + 8 = 18

步驟 3

現在，您擁有可重複使用的函式可新增兩個數字。

您是否能以實作 add() 函式的方式實作 subtract() 函式？請一併修改 main() 函式來使用 subtract() 函式，這樣您就能確認這個函式是否可正常運作。

提示：請考量加減和其他數學運算之間的差異。開始在這裡運用解決方案程式碼。

8. 預設參數

Gmail 提供一項功能，可於每次有人嘗試在新裝置上登入時，傳送通知給使用者。

在本練習中，您會撰寫一個程式，透過這個訊息範本向使用者顯示訊息：

There's a new sign-in request on operatingSystem for your Google Account emailId.

您必須實作接受 operatingSystem 參數和 emailId 參數的函式，以特定格式建構訊息，然後傳回訊息。

例如，如果為 operatingSystem 使用「Chrome OS」呼叫函式，並為 emailId 使用「sample@gmail.com」呼叫，系統應該會傳回下列字串：

There's a new sign-in request on Chrome OS for your Google Account sample@gmail.com.

步驟 1

您是否能在這個程式中實作 displayAlertMessage() 函式，藉此輸出顯示的內容？

fun main() {
    val operatingSystem = "Chrome OS"
    val emailId = "sample@gmail.com"

    println(displayAlertMessage(operatingSystem, emailId))
}

// Define your displayAlertMessage() below this line.

程式是否會輸出這個內容？

There's a new sign-in request on Chrome OS for your Google Account sample@gmail.com.

步驟 2

做得好！您已顯示了這個訊息。然而在某些情況下，您可能會發現自己無法判定使用者的作業系統。此時，必須將作業系統名稱指定為 Unknown OS。您可以進一步將程式碼最佳化，這樣就不需要每次在呼叫函式時傳遞 Unknown OS 引數。

您是否能找到方法運用這項資訊將程式碼最佳化，以便輸出這項內容？

There's a new sign-in request on Unknown OS for your Google Account user_one@gmail.com.

There's a new sign-in request on Windows for your Google Account user_two@gmail.com.

There's a new sign-in request on Mac OS for your Google Account user_three@gmail.com.

如要輸出上述訊息，請使用下列項目取代 main() 函式實作：

fun main() {
    val firstUserEmailId = "user_one@gmail.com"

    // The following line of code assumes that you named your parameter as emailId.
    // If you named it differently, feel free to update the name.
    println(displayAlertMessage(emailId = firstUserEmailId))
    println()

    val secondUserOperatingSystem = "Windows"
    val secondUserEmailId = "user_two@gmail.com"

    println(displayAlertMessage(secondUserOperatingSystem, secondUserEmailId))
    println()

    val thirdUserOperatingSystem = "Mac OS"
    val thirdUserEmailId = "user_three@gmail.com"

    println(displayAlertMessage(thirdUserOperatingSystem, thirdUserEmailId))
    println()
}

9. 計步器

計步器是一種可計算步數的電子裝置。如今，幾乎所有手機、智慧型手錶和健身器材都有內建計步器。健康與健身應用程式會使用內建計步器來計算步數。這個函式會根據使用者的步數計算其消耗的卡路里數。

您是否能根據最佳做法，重新命名這個程式中的函式、函式參數和變數？

fun main() {
    val Steps = 4000
    val caloriesBurned = PEDOMETERstepsTOcalories(Steps);
    println("Walking $Steps steps burns $caloriesBurned calories")
}

fun PEDOMETERstepsTOcalories(NumberOFStepS: Int): Double {
    val CaloriesBURNEDforEachStep = 0.04
    val TotalCALORIESburned = NumberOFStepS * CaloriesBURNEDforEachStep
    return TotalCALORIESburned
}

10. 比較兩個數字

現代手機內建一項功能，可追蹤裝置使用時間或每日手機使用時間。

在這項練習中，您會實作一個函式，以分鐘來比較自己今天和昨天使用手機的時間。這個函式接受兩個整數參數，並傳回布林值。

第一個參數會顯示您今天所花費的分鐘數，第二個參數則顯示您昨天所花費的分鐘數。如果與昨天相比，您在手機上花費更多時間，則該函式會傳回 true 值。否則，則會傳回 false 值。

舉例來說，如果使用下列具名引數呼叫函式：

timeSpentToday = 300 和 timeSpentYesterday = 250，函式會傳回 true 值。
timeSpentToday = 300 和 timeSpentYesterday = 300，函式會傳回 false 值。
timeSpentToday = 200 和 timeSpentYesterday = 220，函式會傳回 false 值。

提示：如果運算子之前的值大於之後的值，則 > 比較運算子會傳回 true 值。否則，則會傳回 false 值。

11. 將重複的程式碼移到函式中

這個程式會顯示不同城市的天氣資訊。包括城市名稱、當天的高溫和低溫，以及降雨機率。

fun main() {
    println("City: Ankara")
    println("Low temperature: 27, High temperature: 31")
    println("Chance of rain: 82%")
    println()

    println("City: Tokyo")
    println("Low temperature: 32, High temperature: 36")
    println("Chance of rain: 10%")
    println()

    println("City: Cape Town")
    println("Low temperature: 59, High temperature: 64")
    println("Chance of rain: 2%")
    println()

    println("City: Guatemala City")
    println("Low temperature: 50, High temperature: 55")
    println("Chance of rain: 7%")
    println()
}

程式碼有許多相似之處，可針對每個城市輸出天氣資訊。例如有些詞組會重複出現，像是 "City:" 和 "Low temperature:"。同樣地，重複的程式碼也會造成程式出現錯誤的風險。可能其中一個城市有拼寫錯誤，或是您遺漏了其中一筆天氣的詳細資料。

您是否能建立函式來輸出單一城市的天氣詳細資料，以便減少 main() 函式中的重複情形，並對其餘城市重複上述步驟？
您是否能更新 main() 函式，來呼叫您為每個城市所建立的函式，並傳遞適當的天氣詳細資料做為引數？

12. 解決方案程式碼

輸出訊息

這項解決方案會使用 println() 函式輸出每一行的訊息。

fun main() {
    println("Use the val keyword when the value doesn't change.")
    println("Use the var keyword when the value can change.")
    println("When you define a function, you define the parameters that can be passed to it.")
    println("When you call a function, you pass arguments for the parameters.")
}

修正編譯錯誤

這個程式碼含有兩個編譯錯誤：

字串結尾應為雙引號，而非單引號。
函式引數應以括號而非以大括號結尾。

fun main() {
    println("New chat message from a friend")
}

字串範本

編譯錯誤是將 discountPercentage 和 offer 唯讀變數指派至新值所產生的結果，而系統不允許這項指派作業。

fun main() {
    val discountPercentage = 20
    val item = "Google Chromecast"
    val offer = "Sale  - Up to $discountPercentage% discount off $item! Hurry Up!"

    println(offer)
}

替代的解決方式是使用 var 關鍵字宣告 discountPercentage 整數和 offer 字串。不過在這個程式中，其值是不可變動的，因此可以繼續使用 val 關鍵字。

字串串連

步驟 1

程式會輸出以下內容：

The total party size is: 2030

這是陷阱題。在 String 值上使用 + 運算子時，系統會產生串連字串。由於整數是以雙引號括住，因此系統會將其視為字串，而非整數，因此輸出 2030 的結果。

步驟 2

您可以移除 numberOfAdults 和 numberOfKids 變數前後的雙引號，來將其轉換為 Int 變數。

fun main() {
    val numberOfAdults = 20
    val numberOfKids = 30
    val total = numberOfAdults + numberOfKids
    println("The total party size is: $total")
}

假如您記得，Kotlin 編譯器可根據指派的值來推斷變數類型。在這個範例中，編譯器推斷 numberOfAdults 和 numberOfKids 變數為 Int 類型。

訊息格式

程式會輸出以下內容：

Congratulations for your bonus! You will receive a total of 5000 + 1000 (additional bonus).

"$baseSalary + $bonusAmount" 使用範本運算式語法。在範本運算式中，系統會先評估程式碼，然後再將結果在字串中串連。

在這個問題中，$baseSalary 變數經評估為 5000 值，而 $bonusAmount 變數經評估為 1000 值。接著，系統會串連結果以產生 "5000 + 1000"，並將結果指派給 result 變數。

實作基本數學運算

步驟 1

使用 val 關鍵字定義不可變動的 result 變數，然後為其指派加總運算的結果：

fun main() {
    val firstNumber = 10
    val secondNumber = 5

    val result = firstNumber + secondNumber
    println("$firstNumber + $secondNumber = $result")
}

步驟 2

建立可接受 firstNumber 和 secondNumber 參數的 add() 函式，兩者皆為 Int 類型，接著傳回 Int 值。
在 add() 函式主體中輸入加總運算的程式碼，接著使用 return 關鍵字傳回運算結果。

fun add(firstNumber: Int, secondNumber: Int): Int {
    return firstNumber + secondNumber
}

步驟 3

定義接受 firstNumber 和 secondNumber 參數的 subtract() 函式，兩者皆為 Int 類型並傳回 Int 值。
在 subtract() 函式主體中輸入減法運算的程式碼，接著使用 return 關鍵字傳回運算結果。

fun subtract(firstNumber: Int, secondNumber: Int): Int {
    return firstNumber - secondNumber
}

修改 main() 函式即可使用新的 subtract() 函式。解決方案範例如下：

fun main() {
    val firstNumber = 10
    val secondNumber = 5
    val thirdNumber = 8

    val result = add(firstNumber, secondNumber)
    val anotherResult = subtract(firstNumber, thirdNumber)

    println("$firstNumber + $secondNumber = $result")
    println("$firstNumber - $thirdNumber = $anotherResult")
}

fun add(firstNumber: Int, secondNumber: Int): Int {
    return firstNumber + secondNumber
}

fun subtract(firstNumber: Int, secondNumber: Int): Int {
    return firstNumber - secondNumber
}

預設參數

步驟 1

建立可接受 operatingSystem 和 emailId 參數的 displayAlertMessage() 函式，兩者皆為 String 類型，接著傳回 String 值。
在函式主體中，使用範本運算式更新訊息並將其傳回。

fun displayAlertMessage(operatingSystem: String, emailId: String): String {
    return "There is a new sign-in request on $operatingSystem for your Google Account $emailId."
}

步驟 2

將 "Unknown OS" 值指派給 operatingSystem 參數。

fun displayAlertMessage(
    operatingSystem: String = "Unknown OS",
    emailId: String
): String {
    return "There is a new sign-in request on $operatingSystem for your Google Account $emailId."
}

計步器

函式名稱和變數名稱應遵循「駝峰式大小寫」慣例。

如果名稱包含多個字詞，第一個字詞的首字母請使用小寫、其餘字詞的首字母則使用大寫，字詞之間的所有空格也要移除。

範例函式名稱包含：

calculateTip
displayMessage
takePhoto

範例變數名稱包含：

numberOfEmails
cityName
bookPublicationDate

如要進一步瞭解名稱，請參閱命名規則。

請避免使用 Kotlin 關鍵字做為函式名稱，因為這些字詞已在 Kotlin 語言中被賦予具體意義。

您的解決方案程式碼看起來應該會類似以下的程式碼片段：

fun main() {
    val steps = 4000
    val caloriesBurned = pedometerStepsToCalories(steps);
    println("Walking $steps steps burns $caloriesBurned calories")
}

fun pedometerStepsToCalories(numberOfSteps: Int): Double {
    val caloriesBurnedForEachStep = 0.04
    val totalCaloriesBurned = numberOfSteps * caloriesBurnedForEachStep
    return totalCaloriesBurned
}

比較兩個數字

建立可接受 timeSpentToday 和 timeSpentYesterday 參數的 compareTime() 函式，兩者皆為 Int 類型，接著傳回 Boolean 值。

這項解決方案會使用 > 比較運算子。運算子會評估 Boolean 值，因此 compareTime() 函式只會傳回 timeSpentToday > timeSpentYesterday 的結果。

舉例來說，如果將 300 引數傳遞至 timeSpentToday 參數，並將 250 引數傳遞至 timeSpentYesterday 參數，那麼函式主體會評估 300 > 250，因為 300 大於 250，所以會傳回 true。

fun main() {
    println("Have I spent more time using my phone today: ${compareTime(300, 250)}")
    println("Have I spent more time using my phone today: ${compareTime(300, 300)}")
    println("Have I spent more time using my phone today: ${compareTime(200, 220)}")
}

fun compareTime(timeSpentToday: Int, timeSpentYesterday: Int): Boolean {
    return timeSpentToday > timeSpentYesterday
}

Have I spent more time using my phone today: true
Have I spent more time using my phone today: false
Have I spent more time using my phone today: false

將重複的程式碼移到函式中

建立可在 main() 函式後輸出安卡拉城的天氣詳細資料的函式。

針對函式名稱，您可以使用 printWeatherForCity() 或類似的程式碼。

在 main() 函式中呼叫該函式。

這個程式應輸出安卡拉的天氣詳細資料。

fun main() {
    printWeatherForCity()
}

fun printWeatherForCity() {
    println("City: Ankara")
    println("Low temperature: 27, High temperature: 31")
    println("Chance of rain: 82%")
    println()
}

您現在可以建立更為彈性的函式，方便輸出其他城市的天氣詳細資料。

將 println() 陳述式的安卡拉特定部分替代為變數。

記得遵循慣例，在變數之前為變數名稱和 $ 符號使用駝峰式大小寫，這樣系統才會使用變數值而非變數名稱。這些是您在先前的程式碼研究室中學到的字串範本。

fun printWeatherForCity() {
    println("City: $cityName")
    println("Low temperature: $lowTemp, High temperature: $highTemp")
    println("Chance of rain: $chanceOfRain%")
    println()
}

變更函式定義，讓這些變數成為呼叫時必須傳遞至函式的參數，並為每個參數指定資料類型。

cityName 參數為 String 類型，lowTemp、highTemp 和 chanceOfRain 參數則為 Int 類型。

由於訊息會輸出至輸出內容，因此函式中不需要使用 return 值。

fun printWeatherForCity(cityName: String, lowTemp: Int, highTemp: Int, chanceOfRain: Int) {
    println("City: $cityName")
    println("Low temperature: $lowTemp, High temperature: $highTemp")
    println("Chance of rain: $chanceOfRain%")
    println()
}

更新 main() 函式以呼叫 printWeatherForCity() 函式，並傳遞安卡拉的天氣詳細資料。

城市名稱為 "Ankara"，低溫為27，高溫為 31，降雨機率為 82。

fun main() {
    printWeatherForCity("Ankara", 27, 31, 82)
}

fun printWeatherForCity(cityName: String, lowTemp: Int, highTemp: Int, chanceOfRain: Int) {
    println("City: $cityName")
    println("Low temperature: $lowTemp, High temperature: $highTemp")
    println("Chance of rain: $chanceOfRain%")
    println()
}

執行程式以確認輸出內容會顯示安卡拉的天氣詳細資料。
呼叫 printWeatherForCity() 函式，其中含有其他城市的天氣詳細資料。

fun main() {
    printWeatherForCity("Ankara", 27, 31, 82)
    printWeatherForCity("Tokyo", 32, 36, 10)
    printWeatherForCity("Cape Town", 59, 64, 2)
    printWeatherForCity("Guatemala City", 50, 55, 7)
}

fun printWeatherForCity(cityName: String, lowTemp: Int, highTemp: Int, chanceOfRain: Int) {
    println("City: $cityName")
    println("Low temperature: $lowTemp, High temperature: $highTemp")
    println("Chance of rain: $chanceOfRain%")
    println()
}

執行程式。

雖然輸出內容應該與原先的程式相同，但現在程式碼變得更簡潔，且沒有不必要的重複！用於輸出城市天氣詳細資料的所有程式碼全部集中於一處：printWeatherForCity() 函式。如要變更天氣詳細資料的顯示方式，只要在單一位置進行變更，系統就會套用至所有城市。

13. 其他練習

如果想取得更多有關 Kotlin 語言的練習內容，請查看 JetBrains Academy 的 Kotlin 基本概念課程。如要跳到特定主題，請前往知識地圖，瀏覽課程所涵蓋主題的清單。