در هر زبان برنامه‌نویسی، داده‌ها ستون فقرات منطق برنامه را تشکیل می‌دهند؛ و زبان کاتلین نیز از این قاعده مستثنا نیست. اگر قصد دارید با کاتلین به توسعه اپلیکیشن‌های اندرویدی یا برنامه‌نویسی سمت سرور بپردازید، شناخت دقیق انواع داده در کاتلین (kotlin data types) یکی از اولین و مهم‌ترین گام‌هاست. در این مقاله به‌صورت ساده و کاربردی توضیح می‌دهیم که داده‌ها در کاتلین به چه دسته‌هایی تقسیم می‌شوند، چه تفاوت‌هایی با زبان‌های دیگر دارند، و چگونه می‌توان از آن‌ها برای نوشتن کدهایی دقیق‌تر، سریع‌تر و بهینه‌تر استفاده کرد.خواه مبتدی باشید یا توسعه‌دهنده‌ای با تجربه، درک درست از کاربرد داده در برنامه نویسی کاتلین به شما کمک می‌کند تصمیم‌های هوشمندانه‌تری در طراحی و پیاده‌سازی پروژه‌ها بگیرید. با الکامکو همراه باشید تا پایه‌ای‌ترین مفاهیم داده‌های کاتلین را به زبان ساده بررسی کنیم.

کاربردهای انواع داده در کاتلین

• ذخیره اطلاعات: داده ها برای ذخیره اطلاعات مختلف مانند نام، سن، آدرس، قیمت و غیره استفاده می شوند.
• محاسبات: داده ها برای انجام محاسبات مختلف مانند جمع، تفریق، ضرب، تقسیم و غیره استفاده می شوند.
• کنترل جریان: داده ها برای کنترل جریان برنامه مانند شرط ها و حلقه ها استفاده می شوند.
• ورودی و خروجی: داده ها برای خواندن اطلاعات از کاربر و نوشتن اطلاعات به کاربر استفاده می شوند.
• ایجاد رابط کاربری: داده ها برای ایجاد رابط کاربری برنامه استفاده می شوند.

انواع داده ها در برنامه نویسی کاتلین

در زبان برنامه نویسی کاتلین، انواع داده ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

۱. انواع داده های عددی در کاتلین

در زبان برنامه نویسی کاتلین، انواع مختلفی از داده‌های عددی برای ذخیره مقادیر عددی وجود دارد. هر نوع داده، ویژگی‌ها و کاربردهای خاص خود را دارد.

۱-۱: انواع اصلی داده‌های عددی صحیح در کاتلین عبارتند از

• بایت (Byte): این نوع داده برای ذخیره اعداد صحیح کوچک بین -۱۲۸ تا ۱۲۷ استفاده می‌شود. هر متغیر از نوع بایت ۱ بایت حافظه اشغال می‌کند.
• کوتاه (Short): این نوع داده برای ذخیره اعداد صحیح بین -۳۲۷۶۸ تا ۳۲۷۶۷ استفاده می‌شود. هر متغیر از نوع کوتاه ۲ بایت حافظه اشغال می‌کند.
• عدد صحیح (Int): این نوع داده برای ذخیره اعداد صحیح بین -۲۱۴۷۴۸۳۶۴۸ تا ۲۱۴۷۴۸۳۶۴۷ استفاده می‌شود. هر متغیر از نوع عدد صحیح ۴ بایت حافظه اشغال می‌کند.
• بلند (Long): این نوع داده برای ذخیره اعداد صحیح بزرگ بین -۹۲۲۳۳۷۲۰۳۶۸۵۴۷۷۵۸۰۸ تا ۹۲۲۳۳۷۲۰۳۶۸۵۴۷۷۵۸۰۷ استفاده می‌شود. هر متغیر از نوع بلند ۸ بایت حافظه اشغال می‌کند.

۱-۲: انواع اصلی داده‌های عددی اعشاری در کاتلین عبارتند از

• شناور (Float): این نوع داده برای ذخیره اعداد اعشاری با دقت تک (۳۲ بیت) استفاده می‌شود. هر متغیر از نوع شناور ۴ بایت حافظه اشغال می‌کند.
• دابل (Double): این نوع داده برای ذخیره اعداد اعشاری با دقت مضاعف (۶۴ بیت) استفاده می‌شود. هر متغیر از نوع دوبل ۸ بایت حافظه اشغال می‌کند.

پیشنهاد خرید: دوره ساخت اپلیکیشن فروشگاهی اندروید با کاتلین و معماری MVVM

مثال‌هایی از استفاده از انواع داده‌های عددی در کاتلین

در اینجا برای هر کدام از انواع داده‌های عددی صحیح در کاتلین یک مثال می‌زنیم:

۱. Byte

fun main() {
    val ageInYears: Byte = ۳۵
    println("سن (Byte): $ageInYears")

    val temperatureDifference: Byte = -۱۰
    println("اختلاف دما (Byte): $temperatureDifference")

    // مقدار ماکزیمم و مینیمم Byte
    val maxByte: Byte = Byte.MAX_VALUE
    val minByte: Byte = Byte.MIN_VALUE
    println("بیشترین مقدار Byte: $maxByte")
    println("کمترین مقدار Byte: $minByte")
}

توضیح: Byte برای ذخیره اعداد صحیح کوچک در محدوده -۱۲۸ تا ۱۲۷ مناسب است. مثال‌ها شامل سن (اگر انتظار نمی‌رود خیلی زیاد شود) یا اختلاف دما در یک محدوده محدود است.

۲. Short

fun main() {
    val numberOfStudents: Short = ۳۰۰
    println("تعداد دانشجویان (Short): $numberOfStudents")

    val errorCode: Short = -۵۰۰
    println("کد خطا (Short): $errorCode")

    // مقدار ماکزیمم و مینیمم Short
    val maxShort: Short = Short.MAX_VALUE
    val minShort: Short = Short.MIN_VALUE
    println("بیشترین مقدار Short: $maxShort")
    println("کمترین مقدار Short: $minShort")
}

توضیح: Short برای اعدادی استفاده می‌شود که از محدوده Byte بزرگتر هستند اما نیازی به محدوده کامل Int ندارند. تعداد دانشجویان در یک کلاس یا کد خطا می‌تواند از نوع Short باشد.

۳. Int

fun main() {
    val score: Int = ۱۵۰۰
    println("امتیاز (Int): $score")

    val distanceInMeters: Int = ۱۲۰۰۰
    println("مسافت (Int): $distanceInMeters متر")

    // مقدار ماکزیمم و مینیمم Int
    val maxInt: Int = Int.MAX_VALUE
    val minInt: Int = Int.MIN_VALUE
    println("بیشترین مقدار Int: $maxInt")
    println("کمترین مقدار Int: $minInt")
}

توضیح: Int رایج‌ترین نوع داده برای اعداد صحیح است و برای اکثر موارد مناسب است. امتیاز بازی، مسافت‌ها (اگر خیلی بزرگ نباشند) و شمارنده‌ها معمولاً از نوع Int هستند.

۴. Long

fun main() {
    val populationOfCity: Long = 2_500_000L
    println("جمعیت شهر (Long): $populationOfCity")

    val timeInMillis: Long = System.currentTimeMillis()
    println("زمان به میلی‌ثانیه (Long): $timeInMillis")

    // مقدار ماکزیمم و مینیمم Long
    val maxLong: Long = Long.MAX_VALUE
    val minLong: Long = Long.MIN_VALUE
    println("بیشترین مقدار Long: $maxLong")
    println("کمترین مقدار Long: $minLong")
}

توضیح: Long برای اعدادی استفاده می‌شود که از محدوده Int بزرگتر هستند. جمعیت شهرها یا مقادیر زمانی بزرگ (مانند میلی‌ثانیه از یک زمان خاص) معمولاً از نوع Long هستند. توجه کنید که برای تعریف یک مقدار Long معمولاً از پسوند L استفاده می‌شود.

در اینجا برای هر کدام از انواع داده‌های عددی اعشاری در کاتلین یک مثال می‌زنیم:

۱. Float

fun main() {
    val temperature: Float = ۲۵.5f
    println("دما (Float): $temperature درجه سانتی‌گراد")

    val gravity: Float = ۹.81f
    println("شتاب گرانش (Float): $gravity متر بر مربع ثانیه")

    val smallDecimal: Float = ۱.23456789f // دقت Float محدود است
    println("عدد اعشاری کوچک (Float): $smallDecimal") // احتمالاً با تقریب نمایش داده می‌شود

    // مقدار ماکزیمم و مینیمم Float
    val maxFloat: Float = Float.MAX_VALUE
    val minFloat: Float = Float.MIN_VALUE
    println("بیشترین مقدار Float: $maxFloat")
    println("کمترین مقدار Float: $minFloat")
}

توضیح: Float برای اعدادی که دارای قسمت اعشاری هستند و دقت بالایی نیاز ندارند، استفاده می‌شود. مثال‌هایی مانند دما یا شتاب گرانش (با تقریب) می‌توانند از نوع Float باشند. توجه کنید که برای تعریف مقدار Float باید از پسوند f استفاده کنید. به دلیل دقت محدود، ممکن است اعداد اعشاری طولانی به صورت تقریبی ذخیره شوند.

۲. Double

fun main() {
    val piValue: Double = ۳.۱۴۱۵۹۲۶۵۳۵۸۹۷۹۳
    println("مقدار پی (Double): $piValue")

    val exchangeRate: Double = ۴۲۵۰۰.۷۵
    println("نرخ ارز (Double): $exchangeRate تومان به یورو")

    val preciseDecimal: Double = ۱.۲۳۴۵۶۷۸۹۰۱۲۳۴۵۶۷۸۹
    println("عدد اعشاری دقیق (Double): $preciseDecimal") // دقت بیشتری نسبت به Float دارد

    // مقدار ماکزیمم و مینیمم Double
    val maxDouble: Double = Double.MAX_VALUE
    val minDouble: Double = Double.MIN_VALUE
    println("بیشترین مقدار Double: $maxDouble")
    println("کمترین مقدار Double: $minDouble")
}

توضیح: Double برای اعدادی که دارای قسمت اعشاری هستند و به دقت بالایی نیاز دارند، مناسب است. مثال‌هایی مانند مقدار دقیق پی یا نرخ ارز معمولاً از نوع Double هستند. Double دقت بیشتری نسبت به Float دارد و به همین دلیل برای محاسبات علمی، مالی و هر جایی که دقت مهم است، ترجیح داده می‌شود. در کاتلین، اگر پسوندی برای یک عدد اعشاری قرار ندهید، به طور پیش‌فرض از نوع Double در نظر گرفته می‌شود.

همچنین بخوانید» فلاتر یا کاتلین | جاوا یا کاتلین | پایتون یا کاتلین

۲. انواع داده های غیر عددی در کاتلین:

در کنار داده‌های عددی، انواع مختلفی از داده‌های غیر عددی نیز در زبان برنامه نویسی اندروید کاتلین برای ذخیره مقادیر غیر عددی مانند متن، کاراکترها و مقادیر منطقی (true/false) وجود دارد. در این قسمت از آموزش برنامه نویسی کاتلین می خواهیم به این نوع داده ها اشاره کنیم.

انواع اصلی داده‌های غیر عددی در کاتلین عبارتند از:

• Char: برای ذخیره یک کاراکتر تکی یونیکد (Unicode character) استفاده می‌شود. کاراکترها با علامت تک کوتیشن (') مشخص می‌شوند.

• String: برای ذخیره دنباله‌ای از کاراکترها استفاده می‌شود. رشته‌ها با علامت دابل کوتیشن (") مشخص می‌شوند.

• Boolean: برای ذخیره مقادیر منطقی true (درست) یا false (نادرست) استفاده می‌شود. این نوع داده برای کنترل جریان برنامه (مانند دستورات if و حلقه‌ها) بسیار مهم است.

• Unit: یک نوع داده خاص است که معادل void در زبان‌های دیگر است. از آن برای نشان دادن اینکه یک تابع هیچ مقدار مفیدی برنمی‌گرداند استفاده می‌شود. اگر تابعی به طور صریح نوع بازگشتی نداشته باشد، به طور ضمنی Unit در نظر گرفته می‌شود.

• Any: یک نوع داده پایه برای تمام انواع غیر تهی (non-nullable) در کاتلین است. متغیری که از نوع Any تعریف شده باشد می‌تواند مقادیر از هر نوع دیگری را بپذیرد.

• Nothing: این نوع داده نشان می‌دهد که یک عبارت هرگز به طور عادی تکمیل نمی‌شود. برای مثال، تابعی که همیشه یک استثنا پرتاب می‌کند یا وارد یک حلقه بی‌نهایت می‌شود، نوع بازگشتی آن می‌تواند Nothing باشد.

• Nullable Types: هر نوع داده در کاتلین به طور پیش‌فرض غیر تهی (non-nullable) است، به این معنی که نمی‌تواند مقدار null را بپذیرد. با این حال، با افزودن علامت سوال (?) به انتهای یک نوع، می‌توانید آن را به یک نوع تهی‌پذیر (nullable type) تبدیل کنید. برای مثال، String? می‌تواند مقدار String یا null را بپذیرد.

مثال هایی برای انواع داده‌های غیر عددی در کاتلین

در اینجا مثال‌هایی برای انواع داده‌های غیر عددی در کاتلین آورده شده است:

۱. Char (کاراکتر)

Char برای ذخیره یک کاراکتر تکی استفاده می‌شود و با کوتیشن تکی (') احاطه می‌شود.

fun main() {
    val initial: Char = 'J'
    println("اولین حرف نام: $initial")

    val grade: Char = 'A'
    println("نمره دانشجو: $grade")

    val currencySymbol: Char = '$'
    println("نماد ارز: $currencySymbol")
}

کاربرد: ذخیره یک حرف، نماد، یا رقم تکی.

۲. String (رشته)

String برای ذخیره دنباله‌ای از کاراکترها (متن) استفاده می‌شود و با دابل کوتیشن (") احاطه می‌شود. کاتلین از رشته‌های چند خطی (triple quotes """) و String Interpolation پشتیبانی می‌کند.

fun main() {
    val userName: String = "علی احمدی"
    println("نام کاربری: $userName")

    val welcomeMessage: String = "خوش آمدید به برنامه ما!"
    println(welcomeMessage)

    // String Interpolation (جایگذاری متغیرها در رشته)
    val product: String = "لپ‌تاپ"
    val price: Double = ۱۲۰۰.۵۰
    println("قیمت $product: $price دلار")

    // Multi-line String (رشته چند خطی)
    val poem: String = """
        روز و شب در پی یارم،
        شام و سحر در کارم.
        شوق وصالش هر دم،
        همدم و همیارم.
    """.trimIndent() // trimIndent() برای حذف تورفتگی‌های اضافی
    println("شعر:\n$poem")
}

کاربرد: ذخیره نام‌ها، آدرس‌ها، پیام‌ها، محتوای فایل، URLها و هر نوع داده متنی.

۳. Boolean (منطقی)

Boolean فقط می‌تواند دو مقدار true یا false را ذخیره کند.

fun main() {
    val isActive: Boolean = true
    println("وضعیت فعال: $isActive")

    val isLoggedOut: Boolean = false
    println("آیا از سیستم خارج شده است؟ $isLoggedOut")

    // استفاده در دستورات شرطی
    val hasPermission: Boolean = true
    if (hasPermission) {
        println("دسترسی مجاز است.")
    } else {
        println("دسترسی رد شد.")
    }
}

کاربرد: نشان دادن وضعیت‌های دودویی (بله/خیر، روشن/خاموش)، نتایج مقایسات، و کنترل جریان برنامه.

۴. Unit

Unit نوع بازگشتی است که نشان می‌دهد یک تابع هیچ مقدار معنی‌داری را برنمی‌گرداند. این معادل void در جاوا است. اگر نوع بازگشتی تابع صریحاً ذکر نشود، به طور پیش‌فرض Unit است.

fun printGreeting(): Unit { // صریحاً Unit را تعریف کردیم
    println("سلام، چگونه‌اید؟")
}

fun sayGoodbye() { // Kotlin به طور خودکار Unit را استنتاج می‌کند
    println("خداحافظ!")
}

fun main() {
    printGreeting()
    sayGoodbye()

    val resultOfUnitFunction: Unit = printGreeting() // می‌توانیم نتیجه را به Unit اختصاص دهیم
    println("نتیجه تابع Unit: $resultOfUnitFunction") // خروجی: kotlin.Unit
}

کاربرد: در توابعی که فقط عملیاتی انجام می‌دهند و نیازی به بازگرداندن هیچ مقداری نیست.

۵. Any

Any ریشه سلسله مراتب کلاس‌های غیر تهی در کاتلین است. به این معنی که هر نوع داده‌ای (به جز null) می‌تواند به یک متغیر از نوع Any اختصاص یابد.

fun main() {
    var mixedBag: Any = ۱۰۰ // Int
    println("محتوا: $mixedBag")

    mixedBag = "این یک رشته است." // String
    println("محتوا: $mixedBag")

    mixedBag = true // Boolean
    println("محتوا: $mixedBag")

    mixedBag = ۳.۱۴ // Double
    println("محتوا: $mixedBag")

    // برای دسترسی به اعضای نوع اصلی، نیاز به cast دارید
    // if (mixedBag is String) {
    //     println("طول رشته: ${mixedBag.length}")
    // }
}

کاربرد: زمانی که نیاز دارید یک متغیر بتواند انواع مختلفی از داده‌ها را در زمان اجرا نگه دارد (مثلاً در لیست‌های ناهمگن یا هنگام کار با JSON انعطاف‌پذیر).

۶. Nothing

Nothing یک نوع خاص است که نشان می‌دهد یک تابع یا عبارت هرگز به طور عادی تکمیل نمی‌شود. این نوع، مقداردهی ندارد و هیچ نمونه‌ای از آن وجود ندارد.

fun terminateProgram(): Nothing {
    throw IllegalStateException("برنامه متوقف شد!") // همیشه یک استثنا پرتاب می‌کند
}

fun infiniteLoop(): Nothing {
    while (true) {
        // این حلقه هرگز به پایان نمی‌رسد
    }
}

fun main() {
    // مثال استفاده (کامنت شده چون برنامه را متوقف می‌کند)
    // println("قبل از توقف")
    // terminateProgram() // این خط برنامه را متوقف می‌کند و خطوط بعدی اجرا نمی‌شوند
    // println("بعد از توقف")

    // مثال دیگر
    // val value = if (someCondition) {
    //     "some value"
    // } else {
    //     terminateProgram() // اگر شرط برقرار نباشد، هرگز به این نقطه نمی‌رسد
    // }
}

کاربرد: در توابعی که برای پرتاب استثنا یا وارد شدن به یک حلقه بی‌نهایت طراحی شده‌اند و هرگز به یک نقطه بازگشت عادی نمی‌رسند.

۷. Nullable Types (انواع تهی‌پذیر)

به طور پیش‌فرض، انواع در کاتلین نمی‌توانند null باشند. برای اینکه یک متغیر بتواند null باشد، باید یک علامت سوال (?) به انتهای نوع آن اضافه کنید.

fun main() {
    var nullableName: String? = "آرش"
    println("نام (ممکن است null باشد): $nullableName")

    nullableName = null // حالا مقدار null را می‌گیرد
    println("نام (ممکن است null باشد): $nullableName")

    var age: Int = ۲۵ // این متغیر نمی‌تواند null باشد
    // age = null // خطای کامپایلر: Null can not be a value of a non-null type Int

    // استفاده ایمن از انواع nullable با '?. ' (Safe Call Operator)
    val length: Int? = nullableName?.length // اگر nullableName null باشد، length هم null می‌شود
    println("طول نام: $length")

    // استفاده از '?: ' (Elvis Operator)
    val actualLength = nullableName?.length ?: ۰ // اگر nullableName null باشد، ۰ در نظر گرفته می‌شود
    println("طول واقعی نام: $actualLength")

    // استفاده از '!! ' (Non-null assertion operator) - با احتیاط! اگر null باشد NullPointerException می‌دهد
    // val forceLength: Int = nullableName!!.length // اگر nullableName null باشد، خطا می‌دهد
    // println("طول اجباری: $forceLength")
}

کاربرد: مدیریت مقادیر اختیاری یا از دست رفته، جایی که ممکن است یک متغیر در برخی موارد مقداری نداشته باشد. این به کاتلین کمک می‌کند تا خطاهای NullPointerException را در زمان کامپایل تشخیص دهد و از آنها جلوگیری کند.

همچنین بخوانید» انواع متغییرها در کاتلین | انواع حلقه ها در کاتلین

نکته هایی برای انتخاب داده ها در برنامه نویسی کاتلین

• تا حد امکان از نوع داده‌ای استفاده کنید که دقیقاً نیازهای داده شما را برآورده می‌کند. از استفاده از نوع‌های بزرگتر از آنچه واقعاً نیاز دارید (مثلاً استفاده از Long به جای Int در صورت عدم نیاز) خودداری کنید، زیرا این می‌تواند منجر به مصرف بیشتر حافظه شود.
• خوانایی کد را در اولویت قرار دهید. حتی اگر استنتاج نوع امکان‌پذیر است، تعیین صریح نوع متغیر در صورت لزوم می‌تواند درک کد را آسان‌تر کند.
• قابلیت nullability را به دقت مدیریت کنید. از انواع nullable فقط زمانی استفاده کنید که مقدار واقعاً می‌تواند null باشد و هنگام کار با آنها، از بررسی‌های null ایمن استفاده کنید.
• با انواع داده‌های مختلف و کاربردهای آنها آشنا باشید. این به شما کمک می‌کند تا بهترین انتخاب را برای هر موقعیت انجام دهید.

با در نظر گرفتن این نکات، می‌توانید نوع داده مناسب را در برنامه نویسی کاتلین انتخاب کنید و کد کارآمدتر، خواناتر و ایمن‌تری بنویسید.

سوالات متداول پیرامون داده ها در برنامه نویسی کاتلین

• ۱. آیا در کاتلین می‌توان نوع داده دلخواه ساخت؟

بله، در کاتلین می‌توانید با استفاده از data class، enum class و سایر ساختارهای شی‌گرا، داده‌های سفارشی و پیچیده‌تری ایجاد کنید.

• ۲. Null بودن چگونه در داده‌های کاتلین مدیریت می‌شود؟

برنامه نویسی کاتلین به صورت پیش‌فرض از Null جلوگیری می‌کند. اما می‌توانید با اضافه کردن ? به نوع داده (مثلاً String?) متغیرهای Nullable تعریف کنید و با ابزارهایی مانند ?. و ?: آن‌ها را کنترل نمایید.

• ۳. چرا شناخت انواع داده در برنامه نویسی کاتلین اهمیت دارد؟

درک دقیق از انواع داده باعث می‌شود برنامه‌نویس بتواند کدی ایمن‌تر، بهینه‌تر و سریع‌تر بنویسد. همچنین هنگام دیباگ، تست یا توسعه نرم‌افزارهای حرفه‌ای، کار با داده‌ها اهمیت دوچندانی پیدا می‌کند.

• ۴. آیا انتخاب نوع داده روی سرعت و عملکرد برنامه تأثیر دارد؟

بله، استفاده‌ی نادرست از انواع داده‌ (مثلاً استفاده‌ی بی‌دلیل از Long به جای Int) می‌تواند باعث مصرف بیشتر منابع و کاهش عملکرد شود.

• ۵. آیا انواع داده در کاتلین با جاوا تفاوت دارد؟

اساس داده‌ها مشابه جاواست اما کاتلین با ویژگی‌هایی مانند type inference، null safety و data class‌ها تجربه‌ای امن‌تر و مدرن‌تر را ارائه می‌دهد.

نتیجه گیری

در این مقاله با انواع داده در کاتلین آشنا شدیم و دیدیم که چطور داده‌ها در کاتلین با دقت و ساختاری منظم طراحی شده‌اند تا توسعه‌دهندگان بتوانند برنامه‌هایی امن‌تر و کاراتر بنویسند. شناخت درست داده‌ها در برنامه نویسی کاتلین فقط برای نوشتن کدهای ساده نیست؛ بلکه در طراحی درست معماری اپلیکیشن، بهینه‌سازی عملکرد، جلوگیری از خطاهای رایج (مثل NullPointerException) و حتی قبولی در مصاحبه‌های شغلی نیز نقش کلیدی دارد. اگر به یادگیری بیشتر درباره کاربرد داده در برنامه نویسی کاتلین علاقه‌مندید، پیشنهاد می‌کنیم به سراغ مفاهیم پیشرفته‌تر مثل data class، collection types و nullable types نیز بروید. آشنایی عمیق با این مفاهیم، شما را از یک برنامه‌نویس تازه‌کار به توسعه‌دهنده‌ای حرفه‌ای در دنیای کاتلین تبدیل خواهد کرد.

دوره آموزش کاتلین پروژه محور | آموزش Kotlin از صفر تا صد