四、函数进阶

一. 高阶函数

参数类型包含函数类型或返回值类型为函数类型的函数为高阶函数。

//参数包含函数类型
fun needsFunction(block: () -> Unit) {
  block()
}

// 返回值类型为函数类型
fun returnsFunction(): () -> Long {
  return { System.currentTimeMillis()}
}

常见的高阶函数

 inline fun IntArray.forEach(action: (Int) -> Unit): Unit {
  for (element in this) action(element)
}

 inline fun <R> IntArray.map(transform: (Int) -> R): List<R> {
   return mapTo(ArrayList<R>(size), transform)
}

高阶函数的调用

intArray.forEach(::println)

intArray.forEach({
  println("Hello $it")
})
// 函数类型为最后一个参数可移到括号外边
intArray.forEach() {
  println("Hello $it")
}
// 只有一个 Lambda 表达式作为参数可省略小括号
intArray.forEach {
  println("Hello $it")
}

二. 内联函数

  1. 内联函数的概念
    通过内联（即函数内容直插到调用处）的方式来优化代码层级和内存占用。
val ints = intArrayOf(1,2,3,4)
ints.forEach{
  println("Hello $it")
}

//forEach的定义
 inline fun IntArray.forEach(action: (Int) -> Unit): Unit {
  for (element in this) action(element)
}

// 其实编译期最后生成的
val ints = intArrayOf(1,2,3,4)
for (element in this){
  println("Hello $element")
}

使用内联函数的好处是减少了函数的调用，调用栈变浅了。但并不是加上内联就一定是优化。

  1. 定义内联函数
    用 inline 关键字修饰
inline fun hello(){
  println("Hello")
}
  1. 高阶函数与内联更配
cost{
  println("Hello")
}

inline fun cost(block: () -> Unit) {
  val start = System.currentTimeMillis()
  block()
  println(System.currentTimeMillis() - start)
}

高阶函数内联：
（1）函数本身被内联到调用处
（2）函数的函数参数被内联到调用处

高阶函数与内联更配的原因：在调用 cost 函数的时候会传入一个 Lambda 表达式参数，前面说过 Lambda 表达式是一个匿名函数，也就是该参数也是一个函数，所以在调用 cost 的时候还要创建一个 block 对象，而且还是一个只用一下，马上就被抛弃的对象，这个时候成本就高了。如果加上 inline，代码就变成了如下，

val start = System.currentTimeMillis()
println("Hello")
println(System.currentTimeMillis() - start)

不仅把自己铺平到调用处，连参数也铺平过来了。这种优化就前面那种简单情形不一样了，因为它避免了参数中函数类型的对象的创建，所以这种优化的性能提升很明显。

  1. inline 使用场景
    如果写的是高阶函数，会有函数类型的参数，用就是了。不过如果这个函数太长而且有太多处调用，可能会因为多处内联而导致编译结果明显增大，这时候，就可能是负优化。

  2. 内联高阶函数的 return

val ints = intArrayOf(1,2,3,4)
ints.forEach{
  if (it == 3) return@forEach //return@forEach 表示在it =3 这次的时候return，跳出了这次的内联函数调用
  println("Hello $it")
}
// 等同于
val ints = intArrayOf(1,2,3,4)
for (element in ints) {
  if (element == 3) continue
  println("Hello $element")
}
  1. non-local return
    非本地退出
inline fun nonLocalReturn(block: () -> Unit) {
  block()
}

nonLocalReturn {
  return //从外部函数返回
}

比如：直接从退出 main 函数

fun main() {
  // local return
  nonLocalReturn {
    return
  }
}

不是所有地方都可以这么调用的，有可能存在不合法的 non-local return，因为 block 的调用处与定义处不在同一个调用上下文，比如下方的 block

inline fun Runnable(block: () -> Unit): Runnable {
  return object: Runnable {
    override fun run() {
       block()   
    }
  }
}

如果不允许 non-local return ，添加 crossinline 关键字 ,

inline fun Runnable(crossinline block: () -> Unit): Runnable {
  return object: Runnable {
    override fun run() {
       block()   
    }
  }
}

也可以添加 noinline 关键字，彻底禁止函数参数被内联

inline fun Runnable(noinline block: () -> Unit): Runnable {
  return object: Runnable {
    override fun run() {
       block()   
    }
  }
}
  1. 内联属性
    没有 backing-field 的属性的 getter/setter 可以被内联
var pocket.Double = 0.0
var money. Double
  inline get() = pocket
  inline set(value) {
    pocket = value
  }
  1. 内联函数的限制
    （1）public/protected 的内联方法只能访问对应类的 public 成员；
    （2）内联函数的内联函数参数不能被存储（赋值给变量）；
    （3）内联函数的内联函数参数只能传递给其他内联函数参数；

三. 几个有用的高阶函数

函数名 介绍
let val r = X.let { x -> R }
run val r = X.run { this: X -> R }
also val x = X.also { x -> Unit }
apply val x = X.apply { this: X -> Unit }
use val r = Closeable.use { c -> R }

四. 集合变换与序列

  1. 遍历
    for
// java
for (int I = 0; I <= 10; I++) {
  System.out.println(i);
}
// Kotlin
for (I in 0 .. 10) {
  println(i)
}

for each ...

// java
for (int e : list) {
  System.out.println(e);
}

// Kotlin
for (e in list) {
  println(e)
}

forEach 函数

// java
list.forEach((e) -> {
  System.out.println(e);
});

// Kotlin
list.forEach {
  println(it)
}
  1. 集合的映射操作举例
函数名 说明
filter 保留满足条件的元素
map 集合中的所有元素--映射到其他元素构成新集合
flatMap 集合中的所有元素--映射到新集合并合并这些集合得到新集合

filter 操作

// java
list.stream().filter(e -> e % 2 == 0);
// kotlin
list.filter {it % 2 == 0}

map 操作

// java
list.stream().map(e -> e * 2 + 1);
// kotlin
list.map {it * 2 + 1}

flatMap 操作

// java
list.stream().flatMap(e -> {
  ArrayList<Integer> integers = new ArrayList<>(e);
  for (int i = 0; i < e; i++) {
    integers.add(i);
  }
  return integers.stream();
});
// kotlin
list.flatMap {0 until it}
  1. 集合的聚合操作举例
函数名 说明
sum 所有元素求和
reduce 将元素一次按规则聚合，结果与元素类型一致
fold 给定初始值，将元素按规则聚合，结果与初始化值类型一致

flod 操作

list.fold(StringBuilder()) {
  acc,i -> acc.append(i)
}

五. SAM （Single Abstract Method）转换

（1）一个参数类型为只有一个方法的接口的方法调用时可用 Lambda 表达式做转换作为参数；
（2）一个参数类型为只有一个方法的 Java 接口的 Java 方法调用时可用 Lambda 表达式做转换作为参数；

Java：

// java 的匿名内部类
ExecutorService executor = ...
executor.submit(new Runnable() {
  @Override
  public void run() {
    System.out.println("run in executor.");
  }
});

// Java 的 SAM，用 Lambda 表达式替代
ExecutorService executor = ...
executor.submit(() -> System.out.println("run in executor."));

Java 中 Lambda 表达式是没有自己类型的，必须有一个接口来接收它，而且这个接口还必须只有一个方法。

Kotlin：

// 匿名内部类的写法
executor.submit(object: Runnable{
  override fun run() {
    println("run in executor.")
  }
})

// Kotlin 的 SAM
executor.submit { println("run in executor.") }

Kotlin 中的 Lambda 表达式本身是有自己的类型的，（） -> Unit 类型的 Lambda 转换为 Runnable

SAM 转换支持对比

Java Kotlin
Java 接口 支持 支持
Kotlin 接口 支持 不支持
Java 方法 支持 支持
Kotlin 函数（方法） 支持 不支持
抽象类 不支持 不支持
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