Kotlin:高阶函数与 Lambda 表达式(四)

本篇内容清单如下:

  • 高阶函数
  • 函数类型
  • Lambda 表达式
  • 匿名函数
  • 闭包
  • 内联函数

Kotlin 函数使用场景:

  • 存储在变量 与 数据结构中;
  • 作为 参数 传递给其他 高阶函数
  • 从其他高阶函数返回。

也即是可以像操作 变量 一样操作 函数。

作为一门静态语言,Kotlin 使用一系列 函数类型 来表示 函数,并提供一组特定的语言结构,如 lambda 表达式

1. 高阶函数

  • 定义:将函数用作 参数 或 返回值 的函数

2. 函数类型

  • 类似 (Int) -> String 的一系列 函数类型 来处理函数的声明:val onClick: () -> Unit = ......

这些类型具有同 函数签名 对应的特殊表示法,即其 参数和返回值:

  • 函数类型:(A, B) -> C,均有 () 括起来的 参数列表 与 一个返回类型。参数类型列表可为空:() -> CUnit 返回类型不可省略
  • 函数类型 可有一个额外的 接收者 类型,表示为:类型 A.(B) -> C ,表示在 A 的接收者对象上 传递一个 B 类型参数饼干返回一个 C 类型的值。[没明白 接收者对象 ???]
  • 挂起函数 属于特殊种类的函数类型,表示法中有一个 suspend 修饰符,如:suspend () -> Unitsuspend A.(B) -> C

函数类型表示法可以选择性地加上参数名 x, y:(x: Int, y: Int) -> Point 。这些参数名称可用于 表明参数的含义(代码易读)。

Tips:

  • 若需将 函数类型 指定为 可空,可使用圆括号:((Int, Int) -> Int)?
  • 函数类型 可用圆括号进行结合:(Int) -> ((Int) -> Unit)
  • 箭头是右结合,(Int) -> (Int) -> Unit 等价于 上述,但不等价于 ((Int) -> (Int)) -> Unit

使用 类型别名 给函数起一个别称:

typealias ClickHandler = (Button, ClickEvent) -> Unit

3. 函数类型实例化

有几种方法可获得函数类型的实例。

方式一:使用 函数字面值的代码块,采用以下形式之一:

  • lambda 表达式{ a, b -> a + b }
  • 匿名函数fun(s: String): Int { return s.toIntOrNull() ?: 0 }
    备注:带有接收者的函数字面值 可用作 带有接收者的函数类型的值。

方式二:使用 已有声明的可调用引用:

  • 顶层、局部、成员、扩展函数:::isOddString::toInt
  • 顶层、成员、扩展属性:List<Int>::size
  • 构造函数:::Regex
    备注:包括 指向特定实例成员的 绑定的可调用引用foo::toString 。(这里的概念有点生,不态理解!!!)

方式三:使用 实现函数类型接口 的自定义类的实例:

class IntTransformer: (Int) -> Int {
    override operator fun invoke(x: Int): Int = TODO()
}

val intFun: (Int) -> Int - IntTransformer()  // 函数类型,可以作为接口被类实现,创建的类实例 为 函数类型 实例。

4. 函数类型实例调用

  • 获取 函数类型的值:invole(...) 操作符 调用:f.invoke(x) 或 直接 f(x)
    fun demo02() {
        val strPlus: (String, String) -> String = String::plus
        val intPlus: Int.(Int) -> Int = Int::plus  // 带有接收者 的函数类型

        println(strPlus.invoke("<-", "->"))
        println(strPlus("Hello ", "world!"))

        println(intPlus.invoke(1, 1))
        println(intPlus(1, 2))
        println(2.intPlus(3)) // 类扩展调用
    }

5. Lambda 表达式

lambda 表示式 与 匿名函数 是 “函数字面值”,即 未声明的函数,可作为 表达式 传递。

5.1 Lambda 表达式语法

完整语法形式:

val sum: (Int, Int) -> Int = { x: Int, y: Int -> x + y}
// 省略 函数类型 写法
val sum1 = { x: Int, y: Int -> x + y}
  • lambda 表达式 总是在 {} 中;
  • 完整语法形式 的 参数声明是放在{}内,并有可选的类型标注,函数体在 -> 符号之后。
  • 若推断出 lambda 的返回类型不是 Unit,则其主体中的最后一个 表达式 会作为返回值。
5.2 传递末尾的 lambda 表达式
  • 若函数的最后一个参数是 函数,则传递 lambda 表达式时可以放在圆括号之外:
val product = items.fold(1) { acc, e -> acc * e }

上述语法称为「拖尾 lambda 表达式」

  • 若该 lambda 表达式是调用时唯一的参数,则圆括号可以完全省略:run { println("...") }
5.3 it: 单个参数的隐式名称
  • 一个 lambda 只有一个参数是很常见的。
    如果编译期可以识别签名,也可以不声明唯一的参数并忽略 -> 。该参数会隐式 声明为 it :
val ints = intArrayOf(1, 2)
ints.filter {
      val shouldFilter = it > 0  // 隐式返回最后一个表达式的值
      shouldFilter
}

6. 匿名函数

定义:

  • 省略了函数名称
  • 参数 和 返回类型 同常规函数一致,能根据上下文推断出的参数类型可省略
  • 返回类型机制:同正常函数一致。1)对于具有 表达式函数体 的匿名函数将自动过推断返回类型;2)对具有代码块函数体的返回类型 必须显式制定个(或假定为 Unit)。

形式:fun(x: Int, y: Int): Int = x + y

Tips:匿名函数参数 总是在括号内传递。将函数 留在圆括号外的简写语法 仅适用于 lambda 表达式。

1)VS lambda 表达式:

  • lambda 缺少 指定函数的返回类型 的能力。
    大多数情况非必要,因为返回类型可自动推断。如果要显式指定,可使用另一种语法:匿名函数。
    -「非局部返回」的行为。一个不带标签的 return 语句总是用 fun 关键字声明的函数中返回。
    lambda 表达式中的 return 将从包含它的函数返回;而匿名函数中的 return 将从匿名函数自身返回。

7. 闭包

定义:在外部作用域中声明的变量。

  • lambda 表达式 和 匿名函数(局部函数、对象表达式),均可访问 闭包。
  • 在 lambda 表达式中,可以修改 闭包中捕获的变量。
    fun demo04() {
        var sum = 0
        var ints = intArrayOf(1, 2, 3)
        ints.filter { it > 0 }.forEach { sum += it }
        println(sum)
    }

8. 带有接收者的函数字面值

定义:类型 A.(B) -> C 这种形式 的函数字面值实例化。

    fun List<String>.demo05(words: MutableList<String>, maxLen: Int) {
        this.filter {
            it.length <= maxLen
        }
        val articles = setOf("a", "A", "an", "An", "the", "The")
        words -= articles
    }

    fun callDemo01() {
        val words = "A long time ago in a galaxy far far away".split(" ")
        val shortWords = mutableListOf<String>()
        words.demo05(shortWords, 3)  // 在一个类定义另一个类的方法,并可直接调用
        println(shortWords)
    }

9. 内联函数

TODO

待理解概念与使用场景:

  • 带有接收者的函数字面值
  • 内联函数
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