编译时常量（const val）可以表达什么？

Question

编译时常量的文档列出了属性需要满足的三个要求，才能将其声明为const val。它们是：

• 对象的顶级或成员
• 使用 String 类型或原始类型的值初始化
• 没有自定义 getter

“无自定义 getter”要求让我相信我不能在常量声明中使用任何函数，但事实似乎并非如此。这些编译：

const val bitmask = (5 shl 3) + 2
const val aComputedString = "Hello ${0x57.toChar()}orld${((1 shl 5) or 1).toChar()}"
const val comparedInt = 5.compareTo(6)
const val comparedString = "Hello".compareTo("World!")
const val toStringedInt = 5.compareTo(6).toString()
const val charFromString = "Hello World!".get(3)

但是，这些不会编译：

// An extension function on Int.
const val coercedInt = 3.coerceIn(1..5)

// Using operator syntax to call the get-function.
const val charFromString = "Hello World!"[3]

// An immediate type is not a primitive.
const val stringFromImmediateList = "Hello World!".toList().toString()

// Using a function defined by yourself.
fun foo() = "Hello world!"
const val stringFromFunction = foo()

编译时常量的确切规则是什么？

是否有我可以在编译时常量声明中使用的函数列表？

Answer 1

对此没有确切的文档，但可以在编译器源代码here 中找到可以在常量表达式中使用的函数列表。请注意，只有那些函数可以在 kotlin 包下定义的常量表达式中使用，在自定义重载运算符时编译器会报告错误。

Answer 2

getter不是方法调用，确实是属性声明的一部分，比如下面的代码不能编译。

const val charFromString get() = "foo"
//                       ^--- const using getter can't be compiled

aComputedString 常量使用字符串模板，就像 java 中的字符串连接一样，例如：

static final String aComputedString = "Hello " + ((char) 0x57) 
                                    + "orld" + ((char) ((1 << 5) | 1));

并且操作符针对原始类型进行了优化，因为它们在 java 中没有方法，例如：

const val longValue = 1.toLong();
// java
static final long longValue = (long) 1 ;

comparedString 上面的代码可以工作是你使用kotlin.String 而不是java.lang.String，因为映射类型kotlin.String 也被优化，因为在 kotlin 中没有实现，如果你尝试java.lang.String直接可以得到预期的编译错误：

typealias JavaString = java.lang.String;
//         v--- error
const val comparedString = JavaString("Hello").compareTo("World!")

"Hello world!"[3] 不能工作，因为indexed access operator 的参数类型是vararg，所以编译器无法优化它，因为它不知道get 运算符的参数有多少被接收，因此它会使用List<KtExpression> 列表动态调用，例如：

const val third  = "Hello world!"[3] //error
// will generate java code as 
static final String third  = "Hello world!".charAt(3) // error

但是对于基本类型的固定参数的操作符，编译器会优化：

请注意，这些操作以及所有其他操作均针对基本类型优化，并且不会为它们引入函数调用开销。

const val comparison = "Hello" > "World";// ok

String.get(n) 可以工作，因为kotlin.String 是一个映射器类型，它没有实现，所以编译器知道如何计算它，例如：

 const val third = "Hello".get(3) // ok
 //                         ^
 // when you calling the `get` function, you never using `operator` at all.
 //  it just a function invocation

String.toList() 不能分配给常量变量，因为它是一种扩展方法并且有实现。而 kotlin const val 只支持 primitive types 和 strings.