Kotlin进阶之函数(Functions)

函数声明(Function Declarations)

在Kotlin中,函数的声明使用fun关键字:

fun double(x: Int): Int {
}

函数用法(Function Usage)

使用传统的方法调用函数:

val result = double(2)

使用.操作符调用成员函数:

Simple().foo() //创建累的实例并调用foo()方法

中缀符号(Infix notation)

当满足下列条件的时候,函数还可以使用中缀符号调用:

  1. 当函数是成员函数或者扩展函数的时候
  2. 当他们仅有一个参数的时候
  3. 当他们通过infix关键字标记的时候

如:

// 为Int定义扩展函数
infix fun Int.shl(x:Int):Int{
    ...
}

//使用中缀符号调用扩展函数
1 shl 2

//等同于
1.shl(2)

参数(Parameters)

函数参数使用Pascal表示法定义,也就是名字:类型。参数之间使用逗号表示。每一个参数都必须显式指明类型。

fun powerOf(number:Int,exponent:Int){
    ...
}

默认参数(Default Arguments)

函数的参数可以拥有默认值,当省略相应的参数时使用默认值。同其他语言相比,这将减少重载方法的数量:

fun read(b:Array<Byte>,off:Int = 0,len:Int = b.size()){
    ...
}

在类型之后,使用=定义参数的默认值。

重载的方法将总是使用与基本方法相同的默认值。当重载方法使用默认值的时候,默认参数值需要在方法签名中省去:

open class A {
    open fun foo(i: Int = 10) { ... }
}

class B : A() {
    override fun foo(i: Int) { ... }  // no default value allowed
}

参数指定(Named Arguments)

当调用函数的时候,函数参数可以被命名。当一个函数有非常多的参数且一部分具有默认值的时候,这非常方便。

给定如下函数:

fun reformat(str: String,
             normalizeCase: Boolean = true,
             upperCaseFirstLetter: Boolean = true,
             divideByCamelHumps: Boolean = false,
             wordSeparator: Char = ' ') {
...
}

当我们使用默认参数的时候,调用该函数如下:

reformat(str)

然而,当我们不使用默认参数的时候,我们可以如下调用函数:

reformat(str, true, true, false, '_')

使用命名参数的时候,可以让代码更具可读性:

reformat(str,
    normalizeCase = true,
    upperCaseFirstLetter = true,
    divideByCamelHumps = false,
    wordSeparator = '_'
)

如果我们不需要指定所有的参数:

reformat(str, wordSeparator = '_')

注意:指定参数语法不能在调用Java函数的时候使用,因为Java字节码不总是保留函数参数的名称。

返回Unit类型的函数(Unit-returning functions)

如果一个函数不需要返回任何有用的类型的值,则其可以返回Unit类型。Unit是只有一个Unit值的类型。该值不需要显式返回任何值:

fun printHello(name: String?): Unit {
    if (name != null)
        println("Hello ${name}")
    else
        println("Hi there!")
    // `return Unit` or `return` is optional
}

Unit类型的返回声明是可选的。上述代码等同于:

fun printHello(name: String?) {
    ...
}

单表达式函数(Single-Expression functions)

当一个函数仅返回一个表达式,则可以省略花括号,函数体可以直接跟在=号后面:

fun double(x: Int): Int = x * 2

若编译器可以推断出返回值类型,则返回值类型是可以省略的:

fun double(x: Int) = x * 2  

显式返回值类型(Explicit return types)

函数体是代码块的函数必须显式指定返回值类型,除非返回值类型是Unit,则是可以省略的。Kotlin不能推断函数体是代码块的函数的返回值类型,因为这样的函数在代码块中可能有复杂的流程控制,返回值类型对于读者而言可能不是明确的(有时甚至于对编译器而言)

可变数量的参数(Variable number of arguments Varargs)

函数的参数(通常是最后一个)可以使用vararg修饰符修饰:

fun <T> asList(vararg ts: T): List<T> {
    val result = ArrayList<T>()
    for (t in ts) // ts is an Array
        result.add(t)
    return result
}

允许可变数量的参数传入该函数:

val list = asList(1, 2, 3)

在函数中,类型Tvararg参数被作为T类型的数组,即上面示例中的ts变量具有类型Array <out T>

在参数列表中,只有一个参数能被vararg修饰符标记。如果vararg参数不是参数列表中的最后一个,则可以使用指定参数名语法来传入vararg参数之后的参数,如果参数具有函数类型,则可以在括号外边传入λ表达式。

当我们调用一个vararg函数的时候,我们可以一个接一个的传参,如asList(1,2,3),如果我们已经有一个数组,并想将其作为参数传入函数,我们可以使用*操作符将数组传入其中:

val a = arrayOf(1, 2, 3)
val list = asList(-1, 0, *a, 4)

函数作用域(Function Scope)

在Kotlin中,函数可以在文件的顶层级声明,意味着如果你不必创建一个类只为持有一个函数,像Java,C#或Scala。除了顶级函数之外,Kotlin函数也可以被声明为局部函数,成员函数或扩展函数。

局部函数(Local Functions)

Kotlin支持局部函数,也就是说,在一个函数的内部再定义一个函数:

fun dfs(graph: Graph) {
    fun dfs(current: Vertex, visited: Set<Vertex>) {
        if (!visited.add(current)) return
        for (v in current.neighbors)
            dfs(v, visited)
    }

    dfs(graph.vertices[0], HashSet())
}

局部函数可以访问外部函数(闭包1闭包2)的局部变量,因此在上例中,visited可以是局部变量。

fun dfs(graph: Graph) {
    val visited = HashSet<Vertex>()
    fun dfs(current: Vertex) {
        if (!visited.add(current)) return
        for (v in current.neighbors)
            dfs(v)
    }

    dfs(graph.vertices[0])
}

成员函数(Member Fuctions)

一个成员函数是定义在类或对象内部的函数:

class Sample() {
    fun foo() { print("Foo") }
}

成员函数可以通过.符号调用:

Sample().foo() // creates instance of class Sample and calls foo

更多关于类和成员重写的知识参见类和继承。

泛型函数(Generic Functions)

函数可以使用泛型参数,泛型参数在函数名之前使用尖括号指定:

fun <T> singletonList(item: T): List<T> {
    // ...
}

内联函数(Inline Functions)

内联函数参见这里

扩展函数

扩展函数参见这里

高阶函数和λ表达式(Higher-Order Functions and Lambads)

高阶函数和λ表达式参见他们的模块。

尾递归函数(Tail recursive functions)

Kotlin 支持一种称为尾递归的函数式编程风格。 这允许一些通常用循环写的算法改用递归函数来写,而无堆栈溢出的风险。 当一个函数用 tailrec 修饰符标记并满足所需的形式时,编译器会优化该递归,留下一个快速而高效的基于循环的版本。

tailrec fun findFixPoint(x: Double = 1.0): Double
        = if (x == Math.cos(x)) x else findFixPoint(Math.cos(x))

这段代码计算余弦的不动点(fixpoint of cosine),这是一个数学常数。 它只是重复地从 1.0 开始调用 Math.cos,直到结果不再改变,产生0.7390851332151607的结果。最终代码相当于这种更传统风格的代码:

private fun findFixPoint(): Double {
    var x = 1.0
    while (true) {
        val y = Math.cos(x)
        if (x == y) return y
        x = y
    }
}

要符合 tailrec 修饰符的条件的话,函数必须将其自身调用作为它执行的最后一个操作。在递归调用后有更多代码时,不能使用尾递归,并且不能用在 try/catch/finally 块中。目前尾部递归只在 JVM 后端中支持。

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