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【Kotlin】Kotlin函数那么多，你会几个？

2023-05-16

目录

  • 标准函数
    • let
    • run
    • with
    • apply
    • also
    • takeIf
    • takeUnless
    • repeat
    • 小结
      • 作用域函数的区别
      • 作用域函数使用场景
  • 简化函数
  • 尾递归函数（tailrec）
  • 扩展函数
  • 高阶函数
  • 内联函数（inline）
    • inline
    • noinline
    • crossinline
  • 匿名函数

标准函数

Kotlin标准库包含几个函数，其唯一目的是在对象上下文中执行代码块。当对提供了lambda表达式的对象调用这样的函数时，它会形成一个临时作用域。在此范围内，您可以访问不带名称的对象。此类函数称为作用域函数。从技术上讲，作用域函数在许多情况下是可以互换使用的。

let

上下文对象可用作参数(it)，引用对象时使用it.。返回值是lambda表达式最后一行代码的结果。可用于调用调用链结果上的一个或多个函数。

var user = User()
// 使用此值作为参数调用指定的函数块并返回其结果。
val let = user.let {
    it.name = "宾有为"
    it.func = "let"
    1 // 返回值 1
}
print("let:${user}，return lambda result:${let}")

执行结果：

在这里插入图片描述

run

上下文对象可用作接收器(this)，引用对象使用this.或直接使用对象值。返回值是lambda表达式最后一行代码的结果。run执行与with相同的操作，但作为上下文对象的扩展函数调用let。当lambda同时包含对象初始化和返回数值时，run非常有用。

var user = User()
// 调用指定的函数块，将此值作为其接收器并返回其结果。
val run = user.run {
    name = "宾有为"
    func = "run"
    1 // 返回值 1
}
print("run:${user}\nreturn lambda result:${run}")

执行结果：

在这里插入图片描述

with

非扩展函数：上下文对象作为参数传递，但在lambda内部，它作为接收器（this）可用。返回值是lambda表达式最后一行代码的结果。建议使用来调用上下文对象上的函数，而不提供lambda结果。

var user = User()
// 以给定的接收器作为其接收器调用指定的函数块，并返回其结果。
val with = with(user) {
    name = "宾有为"
    func = "with"
    1 // 返回值 1
}
print("run:${user}\nreturn lambda result:${with}")

执行结果：

在这里插入图片描述

apply

上下文对象可用作接收器(this)，引用对象使用this.或直接使用对象值。返回值是对象本身。对于不返回值且主要对接收器对象的成员进行操作的代码块，请使用apply。apply的常见情况是对象配置。

var user = User()
// 使用此值作为其接收器调用指定的函数块，并返回此值。
val apply = user.apply {
    name = "宾有为"
    func = "apply"
}
print("also:${apply}\nreturn context object:${apply}")

执行结果：

在这里插入图片描述

also

上下文对象可用作参数(it)，引用对象时使用it.。返回值是对象本身。也适用于执行一些将上下文对象作为参数的操作。还可用于需要引用对象而不是其属性和函数的操作，或者不希望从外部范围隐藏此引用时。

var user = User()
// 使用此值作为参数调用指定的函数块并返回此值。
val also = user.also {
    it.name = "宾有为"
    it.func = "also"
}
print("also:${user}\nreturn context object:${also}")

执行结果：

在这里插入图片描述

takeIf

takeIf是类似 if 关键字单个对象的过滤函数，使用方式与takeUnless相反。使用对象进行调用时，如果该对象与lambda的条件匹配，takeIf将返回该对象。否则，返回null。

var user = User(name = "宾有为", func = null)
val existName = user.takeIf { it.name != null }
val existSex = user.takeIf { it.func != null }
println("existName: $existName, existSex: $existSex")

执行结果：

在这里插入图片描述

takeUnless

takeIf是类似 else 关键字的过滤函数，使用方式与takeIf相反。使用对象进行调用时，如果该对象与lambda的条件匹配，takeIf将返回该对象。否则，返回null。

var user = User(name = "宾有为", func = null)
val existName = user.takeUnless { it.name != null }
val existSex = user.takeUnless { it.func != null }
println("existName: $existName, existSex: $existSex")

执行结果：

在这里插入图片描述

repeat

repeat，是一个从0开始循环至指定长度的函数，与for (index in 0 until times) { }执行的结果一致。

// 从0遍历至10
repeat(10){
    print(it)
}

执行结果：

在这里插入图片描述

小结

Kotlin标准库包含几个函数，其唯一目的是在对象上下文中执行代码块。当对提供了lambda表达式的对象调用这样的函数时，它会形成一个临时作用域。在此范围内，您可以访问不带名称的对象。此类函数称为作用域函数。作用域函数有五个：let、run、with、apply和also。

作用域函数的区别

在这里插入图片描述

作用域函数使用场景

函数使用场景
let1、对非空对象执行lambda
2、在局部范围中引入表达式作为变量
with对对象的函数调用进行分组
run1、对象配置和计算结果
2、在需要表达式的地方运行语句
apply1、对象配置和计算结果
2、不返回值且主要对接收器对象的成员进行操作的代码块
also1、执行一些将上下文对象作为参数的操作。
2、需要引用对象而不是其属性和函数的操作
3、不希望从外部范围隐藏此引用时

简化函数

在kotlin中，变量可以通过等号赋值，函数同样被允许使用等号进行赋值，这些使用等号赋值的函数就叫做简化函数。

简化函数的编写规范是有所要求的，如果函数表达式只有一行，才可以使用等号赋予函数其表达式。简化函数默认return函数的最后一行代码。

fun main(args: Array<String>) {
    println(test1())// result：2
    println(test2())// result：简化函数
}
// 执行表达式 1+1
private fun test1() = 1+1
// 返回表达式"简化函数"，简化函数如果有返回类型，表达式的执行结果必须是一个可以返回的类型。
private fun test2() : String = "简化函数"

尾递归函数（tailrec）

kotlin存在一种特殊的递归函数——尾递归函数，指的是函数末尾的返回值重复调用了自身函数。使用时只需要在函数的fun前面加上tailrec关键字，编译器在编译时会自动优化递归，使用循环方式代替递归，从而避免栈溢出的情况，以此提高程序性能。

fun main(args: Array<String>) {
    print(factorial(5)) // result：120
}

// 求 i 的阶乘（ i * i-1 ）
tailrec fun factorial(i: Int): Int {
    if (i != 1) {
        return i * factorial(i - 1)
    } else {
        return i
    }
}

扩展函数

把接收者类型，放到即将添加的函数前面，通过类可以对其调用的函数称为扩展函数。

如图所示，接收者类型写在了test函数的前边，在扩展函数里，使用this引用的是接收者l类型的对象，而非当前Test类。

在这里插入图片描述
如下图所示，通过String类型还无法调用test函数，我们在函数名称的前面加上String类型，再次通过类型就可以引用test函数。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
扩展函数只能由接收者类型调用，不能通过扩展函数所在的类调用。

在这里插入图片描述

扩展函数不仅可以扩展函数，还可以扩展属性。

val String.lastIndex: Int
    get() = 0

fun main(args: Array<String>) {
    var a = "aaaa000"
    print(a.lastIndex) // result：0
}

小知识

  • 扩展函数不可以重写。
  • 扩展函数实质上是静态函数。
  • 在扩展函数里使用this引用的是扩展函数的类型，而不是函数当前所在类。
  • 如果扩展函数在其接收者类型之外声明，则它不能访问接收者private或protected成员。
  • 扩展函数、属性的代码优先级高于接收者类型原有的函数、对象，等同于重写接收者的同名函数、属性。

高阶函数

高阶函数是将函数作为参数或返回函数的函数。

在以下的示例代码中，testFun1(i: Int, face: (String) -> String)就是一个高阶函数，因为它接受一个函数值作为它的第二个参数。

fun main(args: Array<String>) {
    testFun1(1) { it ->
        // 实现业务逻辑，将it给return回去
        it
    }
}

// face: (String) -> String  等于 调用高阶函数使用的名称: (需要传递的参数类型) -> 返回类型
fun testFun1(i: Int, face: (String) -> String) {
	// 接收到face返回值，并将其print
    val value = face("testFun")
    println("testFun：$value")
}

在实现高阶函数的lambda表达式里（如图main函数对testFun1的调用），若设置有返回值，则默认return最后一行的代码结果，若不设置，则返回Unit。

运行结果：

在这里插入图片描述

高阶函数除了上述使用方式之外，还可以根据需求传入不同函数对逻辑进行处理。

fun main(args: Array<String>) {
	val plusResult = num1AndNum2(20, 30) { n1: Int, n2: Int ->
        // 执行运算    
        n1 + n2
    }
    println("$plusResult") // result:50

    val minusResult = num1AndNum2(20, 30) { n1: Int, n2: Int ->
        // 执行运算
        n1 - n2
    }
    println("$minusResult") // result:-10
}

fun num1AndNum2(num1: Int, num2: Int, block: (Int, Int) -> Int): Int {
    return block(num1, num2)
}

除此之外，高阶函数的lambda表达式还可以拆分成lambda表达式变量、匿名函数，分别以变量、匿名函数的形式传入高阶函数。

fun main(args: Array<String>) {
    val minusResult = num1AndNum2(20, 30, lambda1)
    println("$minusResult") // result：-10

    val aaa = num1AndNum2(20, 30, lambda2) // result：50
    println("$aaa")

	val anonymous1 = num1AndNum2(20, 30, a) // result：-10
    val anonymous2 = num1AndNum2(20, 30, b) // result：50
	// 匿名函数
	num1AndNum2(20,30,fun(x,y) = x + y) // result：50
}
// lambda表达式
val lambda1 = { x: Int, y: Int -> x - y }
// lambda表达式
val lambda2: (Int, Int) -> Int = { x: Int, y: Int -> x + y }
// 匿名函数
val a = fun(x : Int, y : Int): Int = x - y
// 匿名函数
val b = (fun(x : Int, y : Int): Int = x + y)

fun num1AndNum2(num1: Int, num2: Int, block: (Int, Int) -> Int): Int {
    return block(num1, num2)
}

内联函数（inline）

inline

lambda表达式在底层被转换成了匿名内部类的实现方式，每调用一次 lambda 表达式，都会创建一个新的匿名类实例，会造成额外的内存和性能开销，但这种开销可以通过inline lambda表达式来消除。使用inline关键字修饰的函数也被称为内联函数。

使用inline关键字，需结合反编译才能看见效果。

fun inlineFun(action: (() -> Unit)){
    println("inlineFun: 调用前...")
    action()
    println("inlineFun: 调用后...")
}

fun main(args: Array<String>) {
    inlineFun {
        println("inlineFun: 正在调用...")
    }
}

使用Idea、Android Studio开发工具反编译代码步骤：在开发工具的顶部菜单栏 Tools > Kotlin > Show Kotlin Bytecodes > Decompile。

inlineFun未添加inline函数代码反编译结果：

在这里插入图片描述
inlineFun添加inline函数代码反编译结果：

在这里插入图片描述
通过两次添加inline关键字前后的反编译比对，可以看出inline函数是将表达式转移到调用方，通过这样的方式减少lambda创建新匿名类造成的开销。

当你尝试在没有lambda表达式的函数上使用inline时，编译器则会提示inline对性能预期影响微不足道，应该结合高阶函数一起使用的警告。

Expected performance impact from inlining is insignificant. Inlining works best for functions with parameters of functional types.

需要注意的是，inline函数不支持修饰变量（包含持有高阶函数的变量），只能用于修饰高阶函数。

noinline

如果不希望传递给inline函数的所有lambda都被内联，请使用修饰符noinline标记一些不需要inline的函数参数（仅限lambda表达式）。使用noinline的前提是使用的函数必须是inline函数。

inline fun inlineFun(noinline action: (() -> Unit)){
    println("inlineFun: 调用前...")
    action()
    println("inlineFun: 调用后...")
}

fun main(args: Array<String>) {
    inlineFun{
        println("inlineFun: 调用中...")
    }
}

添加noinline代码反编译后，“调用中…”的字符并没有被反编译出来，而是用action$iv.invoke();调用函数。

在这里插入图片描述

crossinline

crosinline用于禁止传递给内联函数的lambda中的非局部返回。

在内联函数的lambda表达式里，使用return会中断高阶函数后面代码的执行，讲inline函数有讲解到：inline函数是将表达式转移到调用方，因此下面代码的“调用后”是不会print。

inline fun inlineFun(action: (() -> Unit)) {
    println("inlineFun: 调用前...")
    action()
    println("inlineFun: 调用后...")
}

fun main(args: Array<String>) {
    inlineFun {
        println("inlineFun: 调用中...")
        return
    }
}

在这里插入图片描述

使用crossinline关键字，则可以杜绝这种情况。inline函数添加crossinline后，return将会报'return' is not allowed here的错误。

在这里插入图片描述

部分博客把crossinline的含义解释成“检查代码中是否有return，如果有则会执行不通过”。这样的说法是片面的，官方文档已经解释了，是禁止非局部返回。如果高阶函数里面的return不影响到嗲用高阶函数的函数后面代码执行，是可以使用return，如下：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

匿名函数

省略了函数名字的函数称之为匿名函数。

匿名函数往往结合高阶函数一起使用，匿名函数默认隐式return最后一行代码，写法有以下三种：

val a = fun(str: String): String = "a"

val b = (fun(str: String): String = "b")

参数和返回类型的指定方式与高阶函数相同，如果可以从上下文中推断出参数类型，则可以省略参数类型。如下：

// 匿名函数
println(fun(item) = "c")
// 高阶函数
fun println(str : (String) -> String){
    println(str("ttt"))
}

匿名函数与lambda表达式类似，写法不同，但执行效果可以是一致的，如下lambda函数等同于上面的匿名函数写法：

var d: (it: String) -> String = { "d" }

var e: (String) -> String = { "e" }

var f = { it: String -> "f" }

看了好几篇的博客，大部分都是说lambda表达式就是匿名函数，我在kotlin官方文档找到的匿名函数写法并不包含lambda表达式，同时也不知道其它作者所表达的lambda表达式就是匿名函数的依据来自于哪里。

在官方文档的匿名函数介绍里，官方讲解了匿名函数与lambda表达式的区别：lambda表达式和匿名函数之间的另一个区别是非本地返回的行为。没有标签的return语句总是从用fun关键字声明的函数返回。这意味着lambda表达式内的返回将从封闭函数返回，而匿名函数内的返回则从匿名函数本身返回。
在这里插入图片描述

小结

  • 将匿名函数作为参数传递时，将它们放在括号内。允许您将函数放在括号外的速记语法仅适用于 lambda表达式。

参考文档
1、高阶函数
2、标准、作用域函数
3、Kotlin之高阶函数
4、《Kotlin从零到精通》—— 函数的运用
5、Android筑基，Kotlin扩展函数详解——郭霖
6、Kotlin Doc——Extensions
7、Kotlin Keywords and operators

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