Functions和Higher functions
一庄撮、Functions
語(yǔ)法格式：
一個(gè)function由function header和function body兩部分組成炸卑。
function header包括5部分：
- Visibility modifier
- function declaration keyword
- function name
- function parameters
- return type。
注意function parameter和function argument的區(qū)別：
Technically a parameter is what a function requires and an argument is what the caller passes in to fulfill the requirement.
function body由大括號(hào)括起來(lái)的代碼塊組成。
1. Single expression functions: 只有一個(gè)表達(dá)式的函數(shù)
fun concat1(a: String, b: String) = a + b
fun concat2(a: String, b: String): String {
return a + b
}
fun isSuccess1(): Boolean {
return try {
true
} catch (e: Exception) {
false
}
}
fun isSuccess2(): Boolean = try {
true
} catch (e: Exception) {
false
}
注意：
- 只有一個(gè)表達(dá)式的函數(shù)有block body和expression body兩種寫(xiě)法宵膨。只有expression body的形式可以省略返回類(lèi)型犯建。
- 單一表達(dá)式函數(shù)不一定只有一行代碼迁酸，像try..catch這種控制結(jié)構(gòu)是有多行代碼的。
2. Member functions
定義在class俭正、object或 interface內(nèi)部的函數(shù)稱(chēng)之為成員函數(shù)奸鬓。
3. Local functions或nested functions.
局部或嵌套函數(shù)時(shí)定義在函數(shù)體內(nèi)部的函數(shù)。舉例：
fun printArea(width: Int, height: Int): Unit {
fun calculateArea(width: Int, height: Int): Int = width * height
val area = calculateArea(width, height)
println("The area is $area")
}
局部函數(shù)可以訪(fǎng)問(wèn)外部作用域中的參數(shù)和變量掸读。
fun printArea2(width: Int, height: Int): Unit {
fun calculateArea(): Int = width * height
val area = calculateArea()
println("The area is $area")
}
另外一個(gè)例子：
fun fizzBuzz(start: Int, end: Int): Unit {
for (k in start..end) {
if (k % 3 == 0 && k % 5 == 0)
println("Fizz Buzz")
else if (k % 3 == 0)
println("Fizz")
else if (k % 5 == 0)
println("Buzz")
else
println(k)
}
}
fun fizzBuzz2(start: Int, end: Int): Unit {
fun isFizz(k: Int): Boolean = k % 3 == 0
fun isBuzz(k: Int): Boolean = k % 5 == 0
for (k in start..end) {
if (isFizz(k) && isBuzz(k))
println("Fizz Buzz")
else if (isFizz(k))
println("Fizz")
else if (isBuzz(k))
println("Buzz")
else
println(k)
}
}
fun fizzBuzz3(start: Int, end: Int): Unit {
for (k in start..end) {
fun isFizz(): Boolean = k % 3 == 0
fun isBuzz(): Boolean = k % 5 == 0
if (isFizz() && isBuzz())
println("Fizz Buzz")
else if (isFizz())
println("Fizz")
else if (isBuzz())
println("Buzz")
else
println(k)
}
}
fun fizzBuzz4(start: Int, end: Int): Unit {
for (k in start..end) {
fun isFizz(): Boolean = k % 3 == 0
fun isBuzz(): Boolean = k % 5 == 0
when {
isFizz() && isBuzz() -> println("Fizz Buzz")
isFizz() -> println("Fizz")
isBuzz() -> println("Buzz")
else -> println(k)
}
}
}
4. Top-level functions
5. Inline functions
fun main(args: Array<String>) {
characterCount("fun.txt")
}
fun characterCount(fileName: String): Int {
val input = Files.newInputStream(Paths.get(fileName))
return withResource(input) {
input.buffered().reader().readText().length
}
}
fun <T : AutoCloseable, U> withResource(resource: T, fn: (T) -> U): U {
try {
return fn(resource)
} finally {
resource.close()
}
}
以上述代碼為例串远，如果withResource為非inline函數(shù)時(shí)，在調(diào)用withResource函數(shù)時(shí)儿惫，會(huì)首先創(chuàng)建一個(gè)實(shí)參類(lèi)型（function argument）的實(shí)例澡罚。編譯器會(huì)為withResource函數(shù)的lambda表達(dá)式參數(shù)生成一個(gè)InlineUtils$characterCount$1類(lèi)，該類(lèi)繼承自L(fǎng)ambda肾请、并實(shí)現(xiàn)了Function1<InputStream, Integer>接口留搔，然后創(chuàng)建該類(lèi)的一個(gè)實(shí)例作為實(shí)參傳遞。
6. 函數(shù)字面量（Function literals）
就像字符串字面量（string literals）一樣铛铁，我們也可以定義函數(shù)字面量（function literals）隔显。
lambda表達(dá)式（Lambda expressions）和匿名函數(shù)（Anonymous functions）統(tǒng)稱(chēng)為函數(shù)字面量。舉例：
{ println("I am a function literal") }
函數(shù)字面量可以賦值給一個(gè)變量：
val printHello: () -> Unit = { println("hello") }
printHello()
函數(shù)字面量也可以接收參數(shù)：
val printMessage = { message: String -> println(message) }
printMessage("Hello")
printMessage("World")
顯式指定函數(shù)類(lèi)型的寫(xiě)法：
val printMessage: (String) -> Unit = { message: String -> println(message) }
如果想明確地說(shuō)明“正在創(chuàng)建的是一個(gè)函數(shù)”饵逐，也可以使用匿名函數(shù)括眠。注意匿名函數(shù)是一個(gè)表達(dá)式（expression），而不是一個(gè)聲明（declaration）倍权。
將一個(gè)匿名函數(shù)賦值給變量：
val cubePI = fun(x: Double): Double {
return x * x * x
}
再看下面的例子：
fun main(args: Array<String>) {
//lambda表達(dá)式作為實(shí)參傳遞
callWithPi(3.14) { it * it }
//匿名函數(shù)作為實(shí)參傳遞
callWithPi(3.14, fun(x: Double): Double {
return x * x
})
//匿名函數(shù)作為實(shí)參傳遞
callWithPi(3.14, fun(x: Double): Double = x * x)
//匿名函數(shù)賦值給變量掷豺，其中匿名函數(shù)為block body形式形式.
val cubePI = fun(x: Double): Double {
return x * x * x
}
//匿名函數(shù)賦值給變量，其中匿名函數(shù)為expression body形式.
val cubePI2 = fun(x: Double) = x * x * x
//lambda表達(dá)式賦值給變量
val cubePI3 = { x: Double ->
x * x * x
}
//函數(shù)類(lèi)型變量作為實(shí)參傳遞.
callWithPi(3.14, cubePI)
callWithPi(3.14, cubePI2)
callWithPi(3.14, cubePI3)
}
二、Higher order函數(shù)
2.1. 定義：
如果一個(gè)函數(shù)的參數(shù)或返回值是一個(gè)函數(shù)類(lèi)型当船，那么這樣的函數(shù)稱(chēng)為Higher order函數(shù)题画。
如果一個(gè)語(yǔ)言支持higher order函數(shù)和函數(shù)賦值（function assignment），我們稱(chēng)這樣的語(yǔ)言支持first class函數(shù)生年。
自持
2.2 函數(shù)類(lèi)型(function types)的定義及變量賦值
函數(shù)類(lèi)型語(yǔ)法格式：
舉例婴程，定義傳入?yún)?shù)為String、返回值也為String的函數(shù)類(lèi)型的變量：
val reversed: (String) -> String = { str: String -> str.reversed() }
2.3. 函數(shù)的參數(shù)為一個(gè)函數(shù)類(lèi)型（function type）
舉例抱婉，定義一個(gè)foo函數(shù)档叔，其中一個(gè)參數(shù)為String，另一個(gè)參數(shù)為函數(shù)類(lèi)型蒸绩，返回值為String衙四。
private fun foo(str: String, operate: (String) -> String): String {
return operate(str)
}
fun testFoo() {
val reversed: (String) -> String = { str: String -> str.reversed() }
val fooResult = foo("123", reversed)
println("testFoo result: $fooResult")
}
2. 4. 函數(shù)的返回值為一個(gè)函數(shù)類(lèi)型（function type）
fun testModulo() {
val ints = listOf(1, 2, 3, 4, 5, 6)
val odd = ints.filter(modulo(1)) //被1整除的元素列表
println("testModulo odd: $odd") //testModulo odd: [1, 2, 3, 4, 5, 6]
val evens = ints.filter(modulo(2)) //被2整除的元素列表
println("testModulo evens: $evens") //testModulo evens: [2, 4, 6]
val mod3 = ints.filter(modulo(3)) //被3整除的元素列表
println("testModulo mod3: $mod3") //testModulo mod3: [3, 6]
}
/**
* @param k: 傳入的模數(shù)
* @return 返回一個(gè)函數(shù), 類(lèi)型為: (Int) -> Boolean. 這個(gè)函數(shù)接受一個(gè)入?yún)? 判斷該入?yún)⑹欠窨梢员籯整除.
*/
private fun modulo(k: Int): (Int) -> Boolean {
return { it: Int -> it % k == 0 }
}
三、閉包（Closures）
在函數(shù)式編程里患亿，閉包是指訪(fǎng)問(wèn)了外部作用域（outer scopes）的變量（ variables）或參數(shù)（parameters）的函數(shù)传蹈。我們稱(chēng)這樣的函數(shù)close over了這些變量，閉包（closure）名字正是由此而來(lái)步藕。
舉例：
fun main(args: Array<String>) {
val f = makeFun()
f() //1
f() //2
f() //3
}
fun makeFun(): () -> Unit {
var count = 0
return fun(): Unit {
println(++count)
}
}
閉包可以改變改變它所close over的變量：
fun main(args: Array<String>) {
var containsNegative = false
val ints = listOf(-1, 0, 1, 2, 3, 4, 5)
ints.forEach {
if (it < 0)
containsNegative = true
}
println("containsNegative: $containsNegative") //containsNegative: true
}
匿名函數(shù)（Anonymous functions）
val evens = ints.filter(fun(k: Int): Boolean = k % 2 == 0) //匿名內(nèi)部類(lèi).
匿名內(nèi)部類(lèi)可以轉(zhuǎn)化為更簡(jiǎn)潔的lambda形式：
val evens = ints.filter { k -> k % 2 == 0 } //lambda表達(dá)式
函數(shù)引用（Function references）
Top-level function references
舉例：
fun isEven(k: Int): Boolean = k % 2 == 0
fun main(args: Array<String>) {
val ints = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
ints.filter { isEven(it) } //lambda表達(dá)式的形式
}
lambda表達(dá)式可以轉(zhuǎn)化為function references的形式：
fun isEven(k: Int): Boolean = k % 2 == 0
fun main(args: Array<String>) {
val ints = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
ints.filter(::isEven)
}
Member and extension function references
定義一個(gè)擴(kuò)展函數(shù)：
fun Int.isOdd(): Boolean = this % 1 == 0
然后在函數(shù)字面量中使用該函數(shù)：
fun main(args: Array<String>) {
val ints = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
val oddLists = ints.filter { it.isOdd() }
println(oddLists) //[1, 2, 3, 4, 5]
}
然后使用extension function reference替換：
fun main(args: Array<String>) {
val ints = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
val oddLists = ints.filter(Int::isOdd)
println(oddLists) //[1, 2, 3, 4, 5]
}
使用member function reference的例子：
fun main(args: Array<String>) {
fun foo(a: Double, b: Double, f: (Double, Double) -> Double) = f(a, b)
foo(1.0, 2.0, Math::pow)
}
對(duì)應(yīng)的lambda的寫(xiě)法：
fun main(args: Array<String>) {
fun foo(a: Double, b: Double, f: (Double, Double) -> Double) = f(a, b)
foo(1.0, 2.0) { a, b -> Math.pow(a, b) }
}
Bound references
舉個(gè)例子：
fun String.equalsIgnoreCase(other: String) = this.toLowerCase() ==
other.toLowerCase()
println(listOf("Foo", "moo", "Boo","Bar").filter {
(String::equalsIgnoreCase)("bar", it)
})
如果使用bound reference的話(huà)惦界，可以這樣寫(xiě)：
fun String.equalsIgnoreCase(other: String) = this.toLowerCase() ==
other.toLowerCase()
println(listOf("Foo", "moo", "Boo", "Bar").filter("bar"::equalsIgnoreCase))
Function Literals with Receivers
在Kotlin中，在類(lèi)的實(shí)例上調(diào)用成員函數(shù)或擴(kuò)展函數(shù)時(shí)咙冗，這個(gè)實(shí)例稱(chēng)為Receiver沾歪。
val substring = fun String.(substr: String): Boolean = this.contains(substr)
"hello".substring("ello") //true
再看另外一個(gè)例子：
class Car(val horseName:String, val horsePowers:Int)
val car = Car("SportsCar",100)
val boast: Car.() ->String = {
"I am a $horseName car with $horsePowers HP!"
}
println(car.boast()) //I am a SportsCar car with 100 HP!
讓我們看一下標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)apply的定義：
public inline fun <T> T.apply(block: T.() -> Unit): T {
contract {
callsInPlace(block, InvocationKind.EXACTLY_ONCE)
}
block()
return this
}
它是定義在泛型T上的擴(kuò)展函數(shù)，接受一個(gè)函數(shù)類(lèi)型的參數(shù)雾消，函數(shù)的類(lèi)型是T.() -> Unit灾搏，即泛型T上的擴(kuò)展函數(shù)。這樣入?yún)⒌膌ambda表達(dá)式的Receiver就是泛型T立润，也是apply函數(shù)的Receiver狂窑，因此可以在lambda內(nèi)部調(diào)用T的properties和functions 。
Higher-order函數(shù)中的控制流(control flow)
- lambda中的return語(yǔ)句：non-local return
如果lambda中有return桑腮，那么會(huì)直接從調(diào)用lambda的函數(shù)中返回泉哈，而不是僅僅從lambda塊中返回。舉例：
fun lookForAlice(people: List<Person>) {
people.forEach {
if (it.name == "Alice") {
println("Found!")
return //直接返回lookForAlice函數(shù).
}
}
println("Alice is not found")
}
- 從lambda中返回：帶label的return
要標(biāo)簽化一個(gè)lambda表達(dá)式的話(huà)破讨，將<LabelName>后加一個(gè)"@"字符旨巷，放在lambda的大括號(hào)前面，然后在需要從lambda中返回時(shí)添忘，直接調(diào)用 return@<LabenName>采呐。看例子：
fun lookForAlice2(people: List<Person>) {
people.forEach label@{
if (it.name == "Alice") {
println("Found Alice")
return@label
}
}
println("Alice might be somewhere")
}
另外搁骑，使用lambda作為參數(shù)的函數(shù)的函數(shù)名也可以作為L(zhǎng)abelName斧吐。
fun lookForAlice3(people: List<Person>) {
people.forEach {
if (it.name == "Alice") {
println("Found Alice")
return@forEach
}
}
println("Alice might be somewhere")
}
- 給this表達(dá)式加標(biāo)簽
fun testPrint() {
val stringBuilder = StringBuilder().apply sb@{
listOf(1, 2, 3).apply {
this@sb.append(this.toString())
}
}
println(stringBuilder.toString()) //[1, 2, 3]
}
-
匿名類(lèi)：默認(rèn)的local returns
匿名類(lèi)和lambda的區(qū)別
