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作者：連凌能
Kotlin，已經被Android官方宣佈 kotlin first 的存在，去翻 Android 官方文檔的時候，發現提供的示例代碼已經變成了 Kotlin。Kotlin的務實作風，提供了很多特性幫助開發者減少冗餘代碼的編寫，可以提高效率，也能減少異常。
本文簡單談下Kotlin中的函數，包括表達式函數體，命名參數，默認參數，頂層函數，擴展函數，局部函數，Lambda表達式，成員引用，with/apply函數等。從例子入手，從一般寫法到使用特性進行簡化，再到原理解析。
1.表達式函數體
通過下面這個簡單的例子看下函數聲明相關的概念，函數聲明的關鍵字是fun，嗯，比JS的function還簡單。
Kotlin中參數類型是放在變量：後面，函數返回類型也是。
fun max(a: Int, b: Int) : Int {
if (a > b) {
return a
} else {
return b
}
}當然， Kotlin是有類型推導功能，如果可以根據函數表達式推導出類型，也可以不寫返回類型。
但是上面的還是有點繁瑣，還能再簡單，在 Kotlin中if是表達式，也就是有返回值的，因此可以直接return，另外判斷式中只有一行一句也可以省略掉大括號：
fun max(a: Int, b: Int) {
return if (a > b) a else b
}還能在簡單點嗎？可以，if是表達式，那麼就可以通過表達式函數體返回：
fun max(a: Int, b: Int) = if(a > b) a else b最終只需要一行代碼。
Example
再看下面這個例子，後面會基於這個例子進行修改。這個函數把集合以某種格式輸出，而不是默認的toString()。
<T>是泛型，在這裏形參集合中的元素都是T類型。返回String類型。fun <T> joinToString(
collection: Collection<T>,
separator: String,
prefix: String,
postfix: String
): String {
val sb = StringBuilder(prefix)
for ((index, element) in collection.withIndex()) {
if (index > 0) sb.append(separator)
sb.append(element)
}
sb.append(postfix)
return sb.toString()
}2.命名參數調用
先來看下函數調用，相比Java, Kotlin中可以類似於JavaScript中帶命名參數進行調用，而且可以不用按函數聲明中的順序進行調用，可以打亂順序，比如下面：
joinToString(separator = " ", collection = list, postfix = "}", prefix = "{")
// example
val list = arrayListOf("10", "11", "1001")
println(joinToString(separator = " ", collection = list, postfix = "}", prefix = "{"))
>>> {10 11 1001}3.默認參數
Java裏面有重載這一說，或者JavaScript有默認參數值這一說，Kotlin採用了默認參數值。調用的時候就不需要給有默認參數值的形參傳實參。上面的函數改成如下：
fun <T> joinToString(
collection: Collection<T>,
separator: String = " ",
prefix: String = "[",
postfix: String = "]"
): String {
...
}
//
joinToString(list)那麼調用的時候如果默認參數值自己的滿足要求，就可以只傳入集合list即可。
4.頂層函數
不同於Java中函數只能定義在每個類裏面，Kotlin採用了JavaScript 中的做法，可以在文件任意位置處定義函數，這種函數稱爲頂層函數。
編譯後頂層函數會成爲文件類下的靜態函數，比如在文件名是join.kt下定義的joinToString函數可以通過JoinKt.joinToSting調用，其中JoinKt是編譯後的類名。
// 編譯成靜態函數
// 文件名 join.kt
package strings
fun joinToString() : String {...}
/* Java */
import strings.JoinKt;
JoinKt.joinToSting(....)看下上面函數編譯後的效果：// 編譯成class文件後反編譯結果
@NotNull
public static final String joinToString(@NotNull Collection collection, @NotNull String separator, @NotNull String prefix, @NotNull String postfix) {
Intrinsics.checkParameterIsNotNull(collection, "collection");
Intrinsics.checkParameterIsNotNull(separator, "separator");
Intrinsics.checkParameterIsNotNull(prefix, "prefix");
Intrinsics.checkParameterIsNotNull(postfix, "postfix");
StringBuilder sb = new StringBuilder(prefix);
int index = 0;
for(Iterator var7 = ((Iterable)collection).iterator(); var7.hasNext(); ++index) {
Object element = var7.next();
if (index > 0) {
sb.append(separator);
}
sb.append(element);
}
sb.append(postfix);
String var10000 = sb.toString();
Intrinsics.checkExpressionValueIsNotNull(var10000, "sb.toString()");
return var10000;
}
// 默認函數值
public static String joinToString$default(Collection var0, String var1, String var2, String var3, int var4, Object var5) {
if ((var4 & 2) != 0) {
var1 = " ";
}
if ((var4 & 4) != 0) {
var2 = "[";
}
if ((var4 & 8) != 0) {
var3 = "]";
}
return joinToString(var0, var1, var2, var3);接下來看下Kotlin中很重要的一個特性，擴展函數。
5.擴展函數
- 擴展函數是類的一個成員函數，不過定義在類的外面
- 擴展函數不能訪問私有的或者受保護的成員
- 擴展函數也是編譯成靜態函數
所以可以在Java庫的基礎上通過擴展函數進行封裝，假裝好像都是在調用Kotlin自己的庫一樣，在Kotlin中Collection就是這麼幹的。
再對上面的joinToString來一個改造，終結版：
fun <T> Collection<T>.joinToString(
separator: String = " ",
prefix: String = "[",
postfix: String = "]"
): String {
val sb = StringBuilder(prefix)
for ((index, element) in this.withIndex()) {
if (index > 0) sb.append(separator)
sb.append(element)
}
sb.append(postfix)
return sb.toString()
}在這裏聲明成了Collection接口類的擴展函數，這樣就可以直接通過list進行調用, 在擴展函數裏面照常可以使用this，這裏的this就是指向接收者對象，在這裏就是list。
val list = arrayListOf("10", "11", "1001")
println(list.joinToString())
>>> [10 11 1001]經常我們需要對代碼進行重構，其中一個重要的措施就是減少重複代碼，在Java中可以抽取出獨立的函數，但這樣有時候對整體結構並不太好，Kotlin提供了局部函數來解決這個問題。
6.局部函數
顧名思義，局部函數就是可以在函數內部定義函數。先看下沒有使用局部函數的一個例子，這個例子先對傳進來的用戶名和地址進行校驗，只有都不爲空的情況下才存進數據庫：
class User(val id: Int, val name: String, val address: String)
fun saveUser(user: User) {
if (user.name.isEmpty()) {
throw IllegalArgumentException(
"Can't save user ${user.id}: empty Name")
}
if (user.address.isEmpty()) {
throw IllegalArgumentException(
"Can't save user ${user.id}: empty Address")
}
// Save user to the database
}上面有重複的代碼，就是對name和address的校驗重複了，只是入參的不同，因此可以抽出一個校驗函數，使用局部函數重寫：
fun saveUser(user: User) {
fun validate(value: String, fieldName: String) {
if (value.isEmpty()) {
throw IllegalArgumentException(
"Can't save user ${user.id}: empty $fieldName")
}
}
validate(user.name, "Name")
validate(user.address, "Address")
}佈局函數可以訪問所在函數中的所有參數和變量。
如果不支持Lambda都不好意思稱自己是一門現代語言，來看看Kotlin中的表演。
7.Lambda表達式
Lambda本質上是可以傳遞給其他函數的一小段代碼，可以當成值到處傳遞
Lambda表達式以左大括號開始，以右大括號結束，箭頭->分割成兩邊，左邊是入參，右邊是函數體。
val sum = {x : Int, y : Int -> x + y}
println(sum(1, 2))
// 可以直接run
run { println(42)}如果Lambda表達式是函數調用的最後一個實參，可以放到括號外邊；
當Lambda是函數唯一實參時，可以去掉調用代碼中的空括號；
和局部變量一樣，如果Lambda參數的類型可以被推導出來，就不需要顯示的指定。
val people = listOf(User(1, "A", "B"), User(2, "C", "D"))
people.maxBy { it.id }如果在函數內部使用Lambda,可以訪問這個函數的參數，還有在Lambda之前定義的局部變量。
fun printProblemCounts(responses: Collection<String>) {
var clientErrors = 0
var serverErrors = 0
responses.forEach {
if (it.startsWith("4")) {
clientErrors++
} else if (it.startsWith("5")) {
serverErrors++
}
}
println("$clientErrors client errors, $serverErrors server errors")
}考慮這麼一種情況，如果一個函數A接收一個函數類型參數，但是這個參數功能已經在其它地方定義成函數B了，有一種辦法就是傳入一個Lambda表達式給A，在這個表達式中調用B，但是這樣就有點繁瑣了，有沒有可以直接拿到B的方式呢？
我都說了這麼多了，肯定是有了。。。那就是成員引用。
8.成員引用
如果Lambda剛好是函數或者屬性的委託，可以用成員引用替換。
people.maxBy(User::id)Ps：不管引用的是函數還是屬性，都不要在成員引用的名稱後面加括號
引用頂層函數
fun salute() = println("Salute!")
run(::salute)如果Lambda要委託給一個接收多個參數的函數，提供成員引用代替會非常方便：fun sendEmail(person: Person, message: String) {
println("message: $message")
}
val action = { person: Person, message: String ->
sendEmail(person, message)
}
// action可以簡化如下
val action = ::sendEmail
//
action(p, "HaHa")可以用 構造方法引用 存儲或者延期執行創建類實例的動作，構造方法的引用的形式是在雙冒號後指定類名稱：
data class Person(val name: String, val age: Int)
val createPerson = ::Person
val p = createPerson("Alice", 29)還可以用同樣的方式引用擴展函數。
fun Person.isAdult() = age>= 21
val predicate = Person::isAdult不看點稍微底層的，就顯得不夠專業，逼格不夠，接下來稍微探究下Lambda的原理。
9.Lambda表達式原理
自Kotlin 1.0起，每個Lambda表達式都會被編譯成一個匿名類，除非它是一個內聯Lambda。後續版本計劃支持生成Java 8字節碼，一旦實現，編譯器就可以避免爲每一個lambda表達式都生成一個獨立的.class文件。
如果Lambda捕捉了變量，每個被捕捉的變量會在匿名類中有對應的字段，而且每次調用都會創建一個這個匿名類的新實例。否則，一個單例就會被創建。類的名稱由Lambda聲明所在的函數名稱加上後綴衍生出來，這個例子中就是TestLambdaKt$main$1.class。
// TestLambda.kt
package ch05
fun salute(callback: () -> Unit) = callback()
fun main(args: Array<String>) {
salute { println(3) }
}編譯後，生成兩個文件。
Mode LastWriteTime Length Name
---- ------------- ------ ----
-a---- 2019/7/24 14:33 1239 TestLambdaKt$main$1.class
-a---- 2019/7/24 14:35 1237 TestLambdaKt.class先看下TestLambdaKt$main$1.class， 構造一個靜態實例ch05.TestLambdaKt$main$1 INSTANCE,在類加載的時候進行賦值，同時繼承接口Function0,實現invoke方法：
final class ch05.TestLambdaKt$main$1 extends kotlin.jvm.internal.Lambda implements kotlin.jvm.functions.Function0<kotlin.Unit>
minor version: 0
major version: 50
flags: ACC_FINAL, ACC_SUPER
Constant pool:...
{
public static final ch05.TestLambdaKt$main$1 INSTANCE;
descriptor: Lch05/TestLambdaKt$main$1;
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
public java.lang.Object invoke();
descriptor: ()Ljava/lang/Object;
flags: ACC_PUBLIC, ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokevirtual #12 // Method invoke:()V
4: getstatic #18 // Field kotlin/Unit.INSTANCE:Lkotlin/Unit;
7: areturn
public final void invoke();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL
Code:
stack=2, locals=2, args_size=1
0: iconst_3
1: istore_1
2: getstatic #24 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
5: iload_1
6: invokevirtual #30 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
9: return
LineNumberTable:
line 6: 0
line 6: 9
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 10 0 this Lch05/TestLambdaKt$main$1;
ch05.TestLambdaKt$main$1();
descriptor: ()V
flags:
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: iconst_0
2: invokespecial #35 // Method kotlin/jvm/internal/Lambda."<init>":(I)V
5: return
static {};
descriptor: ()V
flags: ACC_STATIC
Code:
stack=2, locals=0, args_size=0
0: new #2 // class ch05/TestLambdaKt$main$1
3: dup
4: invokespecial #56 // Method "<init>":()V
7: putstatic #58 // Field INSTANCE:Lch05/TestLambdaKt$main$1;
10: return
}再看下另外一個類TestLambdaKt.class, 在main方法中傳入TestLambdaKt$main$1.INSTANCE給方法salute,在方法salute中調用接口方法invoke，見上面。
public final class ch05.TestLambdaKt
minor version: 0
major version: 50
flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER
Constant pool:
...
{
public static final void salute(kotlin.jvm.functions.Function0<kotlin.Unit>);
descriptor: (Lkotlin/jvm/functions/Function0;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: ldc #10 // String callback
3: invokestatic #16 // Method kotlin/jvm/internal/Intrinsics.checkParameterIsNotNull:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V
6: aload_0
7: invokeinterface #22, 1 // InterfaceMethod kotlin/jvm/functions/Function0.invoke:()Ljava/lang/Object;
12: pop
13: return
LineNumberTable:
line 3: 6
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 14 0 callback Lkotlin/jvm/functions/Function0;
Signature: #7 // (Lkotlin/jvm/functions/Function0<Lkotlin/Unit;>;)V
RuntimeInvisibleParameterAnnotations:
0:
0: #8()
public static final void main(java.lang.String[]);
descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL
Code:
stack=2, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: ldc #27 // String args
3: invokestatic #16 // Method kotlin/jvm/internal/Intrinsics.checkParameterIsNotNull:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V
6: getstatic #33 // Field ch05/TestLambdaKt$main$1.INSTANCE:Lch05/TestLambdaKt$main$1;
9: checkcast #18 // class kotlin/jvm/functions/Function0
12: invokestatic #35 // Method salute:(Lkotlin/jvm/functions/Function0;)V
15: return
LineNumberTable:
line 6: 6
line 7: 15
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 16 0 args [Ljava/lang/String;
RuntimeInvisibleParameterAnnotations:
0:
0: #8()
}Ps：Lambda內部沒有匿名對象那樣的的this：沒有辦法引用到Lambda轉換成的匿名類實例。從編譯器角度看，Lambda是一個代碼塊不是一個對象，不能把它當成對象引用。Lambda中的this引用指向的是包圍它的類。
如果在Lambda中要用到常規意義上this呢？這個就需要帶接收者的函數。看下比較常用的兩個函數with和apply。
10.with函數
直接上Kotlin的源碼，with在這裏聲明成內聯函數(後面找機會說)， 接收兩個參數，在函數體裏面對接收者調用Lambda表達式。在Lambda表達式裏面可以通過this引用到這個receiver對象。
/**
* Calls the specified function [block] with the given [receiver] as its receiver and returns its result.
*/
@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun <T, R> with(receiver: T, block: T.() -> R): R = receiver.block()
看個例子：
fun alphabet(): String {
val result = StringBuilder()
for (letter in 'A'..'Z') {
result.append(letter)
}
result.append("\nNow I know the alphabet!")
return result.toString()
}with改造， 在with裏面就不用顯示通過StringBuilder進行append調用。
fun alphabet(): String {
val result = StringBuilder()
return with(result) {
for (letter in 'A'..'Z') {
append(letter)
}
append("\nNow I know the alphabet!")
this.toString()
}
}
// 再進一步
fun alphabet() = with(StringBuilder()) {
for (letter in 'A'..'Z') {
append(letter)
}
append("\nNow I know the alphabet!")
toString()
}with返回的值是執行Lambda代碼的結果，該結果是Lambda中的最後一個表達式的值。如果想返回的是接收者對象，而不是執行Lambda的結果，需要用apply函數。
11.apply函數
apply函數幾乎和with函數一模一樣，唯一的區別就是apply始終返回作爲實參傳遞給它的對象，也就是接收者對象。
/**
* Calls the specified function [block] with `this` value as its receiver and returns `this` value.
*/
@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun <T> T.apply(block: T.() -> Unit): T { block(); return this }apply被聲明稱一個擴展函數，它的接收者變成了作爲實參傳入的Lambda的接收者。
fun alphabet() = StringBuilder().apply {
for (letter in 'A'..'Z') {
append(letter)
}
append("\nNow I know the alphabet!")
}.toString()可以調用庫函數再簡化：
fun alphabet() = buildString {
for (letter in 'A'..'Z') {
append(letter)
}
append("\nNow I know the alphabet!")
}
//
/**
* Builds new string by populating newly created [StringBuilder] using provided [builderAction]
* and then converting it to [String].
*/
@kotlin.internal.InlineOnly
public inline fun buildString(builderAction: StringBuilder.() -> Unit): String =
StringBuilder().apply(builderAction).toString()12.總結
本文只是說了Kotlin中關於函數的一點特性，當然也沒講全，比如內聯函數，高階函數等，因爲再寫下去太長了，所以後面再補充。從上面幾個例子也能大概感受到Kotlin的務實作風，提供了很多特性幫助開發者減少冗餘代碼的編寫，可以提高效率，也能減少異常，讓程序猿早點下班，永葆頭髮烏黑靚麗。
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