帮助理解Kotlin函数的3个概念

kotlin&android

人生苦短,我选Kotlin
——笔者

Kotlin相比Java很年轻,也更有潜力,其对函数式编程的支持也让其代码更加简洁,但在理解函数式编程的过程中,总会有些障碍,比如笔者在看到apply和with这两个方法的时候,就很奇怪,看了源码就更加糊涂了,本文以剖析apply和with这两个方法为线索,介绍下kotlin中函数式编程相关的几个概念。

函数类型(function type)

在函数式语言中,函数作为一种类型可以在函数间传递,那么如何区别不同的函数的类型呢?
将函数的入参和返回值,作为一种函数类型,比如:
(Int) -> Int 是一个函数类型,它的传入参数为Int,返回类型为Int,满足这个条件的函数为同一种类型的函数。

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fun double(x: Int): Int {
return 2 * x
}

比如double这个函数的类型为(Int) -> Int,它的入参是Int,返回值为Int.

由于函数为一种类型,我们可以像定义Int值一样定义一个函数类型的变量:

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val double: (Int) -> Int = fun(value: Int): Int {
return 2 * value
}

double的类型为函数,函数类型为(Int) -> Int
函数作为变量可以传递:

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val doubleCopy = double
doubleCopy(1)

此时doubleCopy的类型和double的类型相同

高阶函数 (high order function)

如果一个函数将一个函数作为参数,或者返回一个函数,那么这种函数叫做high order function(高阶函数)

前面提到函数可以作为变量进行传递,将函数作为参数传递到另一个函数中,也是允许的,比如下面的例子:

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// lock为高阶函数,接受2个参数,类型分别为:Lock,() -> T
// 前者为常见的Lock类型,后者为一个函数类型,这个类型的函数入参为空,返回值为T
fun <T> lock(lock: Lock, body: () -> T): T {
lock.lock()
try {
return body()
}
finally {
lock.unlock()
}
}
// 调用方法
lock (lock,{sharedResource.operation()})
// 在kotlin中,如果一个函数的最后一个参数为函数,则可以将这个函数的函数体放到括号外面,就是常见的下面这种写法
lock (lock) {
sharedResource.operation()
}

function-with-receiver type

kotlin中存在一个比较特殊的函数类型定义,它指定了函数的receiver(看起来和扩展方法比较像)

理解这个很关键,kotlin中很多基本的函数都是基于这种函数类型来实现的。

比如下面的代码段中,声明了intToLong这个函数的receiver类型为Int,只有Int类型的对象(A)可以调用intToLong这个方法,并且在intToLong函数体内,可以通过this来调用A中的函数

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val intToLong: Int.() -> Long = { toLong() }

上面的代码段中,实际上调用的是Int类型本身定义的toLong方法:

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//this可以省略掉
val intToLong: Int.() -> Long = { this.toLong() }
//可以编译通过,调用时,上面一句中的this即为3
val Long a = 3.intToLong()
//不可以编译通过,intToLong声明了receiver,只能被Int类型调用
val Long b = "3".intToLong()

分析下appy和with方法

这两个方法是kotlin中常用的方法,可以简化代码,让逻辑更加清晰整洁,但直接理解起来会有点绕,如果你看懂了前面讲到的几个概念之后,appy和with方法理解起来就相对容易很多

apply

apply是kotlin中常用的方法,它的官方文档中的定义是这样的:

apply:Calls the specified function block with this value as its receiver and returns this value.

我们来看下他的实现代码:

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public inline fun <T> T.apply(block: T.() -> Unit): T { block(); return this }

这里结合前面的函数相关概念,对这个方法进行分析:

apply为高阶函数,它接受一个参数block,类型为 T.() -> Unit,在apply的函数体内,调用了传入的block这个函数,然后返回调用apply函数的对象实例。

需要注意的是,block函数的类型为 function-with-receiver ,在block函数体内,可以通过this访问到T类型的实例。

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//调用方法
fun getDeveloper(): Developer {
return Developer().apply {
developerName = "Amit Shekhar"
developerAge = 22
}
}
// 等同于下面这个方法
fun getDeveloper(): Developer {
//apply 方法返回新创建的Developer()
return Developer().apply {
//this 为新创建的Developer(),可省略
this.developerName = "Amit Shekhar"
this.developerAge = 22
}
}

with

with也是比较常用的方法,它的定义是这样的:

Calls the specified function block with the given receiver as its receiver and returns its result.

它的实现代码也只有一行

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public inline fun <T, R> with(receiver: T, block: T.() -> R): R = receiver.block()

with为高阶函数,接收两个参数:receiver,类型为T,block 类型为 T.() -> R,为function-with-receiver type,只能被T类型的对象调用,同样,在block方法体内,可以通过this来调用到receiver。with返回的类型为R,和block的返回类型相同

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fun getPersonFromDeveloper(developer: Developer): Person {
return with(developer) {
Person(developerName, developerAge)
}
}

参考:
learn kotlin apply vs with
what is a receiver in kotlin
What is a purpose of Lambda’s with Receiver?