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高阶函数

高阶函数是将函数用作参数或返回值的函数。 这种函数的一个很好的例子是 lock(),它接受一个锁对象和一个函数,获取锁,运行函数并释放锁:

fun <T> lock(lock: Lock, body: () -> T): T {
    lock.lock()
    try {
        return body()
    }
    finally {
        lock.unlock()
    }
}

让我们来检查上面的代码:body 拥有函数类型() -> T, 所以它应该是一个不带参数并且返回 T 类型值的函数。 它在 try-代码块内部调用、被 lock 保护,其结果由lock()函数返回。

如果我们想调用 lock() 函数,我们可以把另一个函数传给它作为参数(参见函数引用):

fun toBeSynchronized() = sharedResource.operation()

val result = lock(lock, ::toBeSynchronized)

通常会更方便的另一种方式是传一个 lambda 表达式

val result = lock(lock, { sharedResource.operation() })

Lambda 表达式在下文会有更详细的描述,但为了继续这一段,让我们看一个简短的概述:

  • lambda 表达式总是被大括号括着,
  • 其参数(如果有的话)在 -> 之前声明(参数类型可以省略),
  • 函数体(如果存在的话)在 -> 后面。

在 Kotlin 中有一个约定,如果函数的最后一个参数是一个函数,并且你传递一个 lambda 表达式作为相应的参数,你可以在圆括号之外指定它:

lock (lock) {
    sharedResource.operation()
}

高阶函数的另一个例子是 map()

fun <T, R> List<T>.map(transform: (T) -> R): List<R> {
    val result = arrayListOf<R>()
    for (item in this)
        result.add(transform(item))
    return result
}
第 1 段(可获 2.61 积分)

该函数可以如下调用:

val doubled = ints.map { value -> value * 2 }

请注意,如果 lambda 是该调用的唯一参数,则调用中的圆括号可以完全省略。

it:单个参数的隐式名称

另一个有用的约定是,如果函数字面值只有一个参数, 那么它的声明可以省略(连同 ->),其名称是 it

ints.map { it * 2 }

这些约定可以写LINQ-风格的代码:

strings.filter { it.length == 5 }.sortBy { it }.map { it.toUpperCase() }

下划线用于未使用的变量(自 1.1 起)

如果 lambda 表达式的参数未使用,那么可以用下划线取代其名称:

map.forEach { _, value -> println("$value!") }

在 lambda 表达式中解构(自 1.1 起)

在 lambda 表达式中解构是作为解构声明的一部分描述的。

内联函数

使用内联函数有时能提高高阶函数的性能。

Lambda 表达式和匿名函数

一个 lambda 表达式或匿名函数是一个“函数字面值”,即一个未声明的函数, 但立即做为表达式传递。考虑下面的例子:

max(strings, { a, b -> a.length < b.length })

函数 max 是一个高阶函数,换句话说它接受一个函数作为第二个参数。 其第二个参数是一个表达式,它本身是一个函数,即函数字面值。写成函数的话,它相当于

fun compare(a: String, b: String): Boolean = a.length < b.length

函数类型

对于接受另一个函数作为参数的函数,我们必须为该参数指定函数类型。 例如上述函数 max 定义如下:

第 2 段(可获 2.83 积分)
fun <T> max(collection: Collection<T>, less: (T, T) -> Boolean): T? {
    var max: T? = null
    for (it in collection)
        if (max == null || less(max, it))
            max = it
    return max
}

参数 less 的类型是 (T, T) -> Boolean,即一个接受两个类型T的参数并返回一个布尔值的函数: 如果第一个参数小于第二个那么该函数返回 true。

在上面第 4 行代码中,less 作为一个函数使用:通过传入两个 T 类型的参数来调用。

如上所写的是就函数类型,或者可以有命名参数,如果你想文档化每个参数的含义的话。

val compare: (x: T, y: T) -> Int = ……

Lambda 表达式语法

Lambda 表达式的完整语法形式,即函数类型的字面值如下:

val sum = { x: Int, y: Int -> x + y }

lambda 表达式总是被大括号括着, 完整语法形式的参数声明放在括号内,并有可选的类型标注, 函数体跟在一个 -> 符号之后。如果推断出的该 lambda 的返回类型不是 Unit,那么该 lambda 主体中的最后一个(或可能是单个)表达式会视为返回值。

如果我们把所有可选标注都留下,看起来如下:

val sum: (Int, Int) -> Int = { x, y -> x + y }

一个 lambda 表达式只有一个参数是很常见的。 如果 Kotlin 可以自己计算出签名,它允许我们不声明唯一的参数,并且将隐含地 为我们声明其名称为 it

ints.filter { it > 0 } // 这个字面值是“(it: Int) -> Boolean”类型的

我们可以使用限定的返回语法从 lambda 显式返回一个值。否则,将隐式返回最后一个表达式的值。因此,以下两个片段是等价的:

第 3 段(可获 2.86 积分)
ints.filter {
    val shouldFilter = it > 0 
    shouldFilter
}

ints.filter {
    val shouldFilter = it > 0 
    return@filter shouldFilter
}

请注意,如果一个函数接受另一个函数作为最后一个参数,lambda 表达式参数可以在 圆括号参数列表之外传递。 参见 callSuffix 的语法。

匿名函数

上面提供的 lambda 表达式语法缺少的一个东西是指定函数的返回类型的 能力。在大多数情况下,这是不必要的。因为返回类型可以自动推断出来。然而,如果 确实需要显式指定,可以使用另一种语法: 匿名函数 。

fun(x: Int, y: Int): Int = x + y

匿名函数看起来非常像一个常规函数声明,除了其名称省略了。其函数体 可以是表达式(如上所示)或代码块:

fun(x: Int, y: Int): Int {
    return x + y
}

参数和返回类型的指定方式与常规函数相同,除了 能够从上下文推断出的参数类型可以省略:

ints.filter(fun(item) = item > 0)

匿名函数的返回类型推断机制与正常函数一样:对于具有表达式函数体的匿名函数将自动 推断返回类型,而具有代码块函数体的返回类型必须显式 指定(或者已假定为 Unit)。

请注意,匿名函数参数总是在括号内传递。 允许将函数 留在圆括号外的简写语法仅适用于 lambda 表达式。

Lambda表达式和匿名函数之间的另一个区别是 非局部返回的行为。一个不带标签的 return 语句 总是在用 fun 关键字声明的函数中返回。这意味着 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。

第 4 段(可获 3.45 积分)

闭包

Lambda 表达式或者匿名函数(以及局部函数对象表达式) 可以访问其 闭包 ,即在外部作用域中声明的变量。 与 Java 不同的是可以修改闭包中捕获的变量:

var sum = 0
ints.filter { it > 0 }.forEach {
    sum += it
}
print(sum)

带接收者的函数字面值

Kotlin 提供了使用指定的 接收者对象 调用函数字面值的功能。 在函数字面值的函数体中,可以调用该接收者对象上的方法而无需任何额外的限定符。 这类似于扩展函数,它允你在函数体内访问接收者对象的成员。 其用法的最重要的示例之一是类型安全的 Groovy-风格构建器

这样的函数字面值的类型是一个带有接收者的函数类型:

sum : Int.(other: Int) -> Int

该函数字面值可以这样调用,就像它是接收者对象上的一个方法一样:

1.sum(2)

匿名函数语法允许你直接指定函数字面值的接收者类型 如果你需要使用带接收者的函数类型声明一个变量,并在之后使用它,这将非常有用。

val sum = fun Int.(other: Int): Int = this + other

当接收者类型可以从上下文推断时,lambda 表达式可以用作带接收者的函数字面值。

class HTML {
    fun body() { …… }
}

fun html(init: HTML.() -> Unit): HTML {
    val html = HTML()  // 创建接收者对象
    html.init()        // 将该接收者对象传给该 lambda
    return html
}


html {       // 带接收者的 lambda 由此开始
    body()   // 调用该接收者对象的一个方法
}
第 5 段(可获 2.49 积分)

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