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函数

函数声明

Kotlin 中的函数使用 fun 关键字声明:

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

函数用法

调用函数使用传统的方法:

val result = double(2)

调用成员函数使用点表示法:

Sample().foo() // 创建类 Sample 实例并调用 foo

参数

函数参数使用 Pascal 表示法定义,即 name: type。参数用逗号隔开。每个参数必须有显式类型:

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

默认参数

函数参数可以有默认值,当省略相应的参数时使用默认值。与其他语言相比,这可以减少重载数量:

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

默认值通过类型后面的 = 及给出的值来定义。

覆盖方法总是使用与基类型方法相同的默认参数值。 当覆盖一个带有默认参数值的方法时,必须从签名中省略默认参数值:

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

class B : A() {
    override fun foo(i: Int) { …… }  // 不能有默认值
}

如果一个默认参数在一个无默认值的参数之前,那么该默认值只能通过使用命名参数调用该函数来使用:

fun foo(bar: Int = 0, baz: Int) { …… }

foo(baz = 1) // 使用默认值 bar = 0

不过如果最后一个 lambda 表达式参数从括号外传给函数函数调用,那么允许默认参数不传值:

fun foo(bar: Int = 0, baz: Int = 1, qux: () -> Unit) { …… }

foo(1) { println("hello") } // 使用默认值 baz = 1
foo { println("hello") }    // 使用两个默认值 bar = 0 与 baz = 1

命名参数

可以在调用函数时使用命名的函数参数。当一个函数有大量的参数或默认参数时这会非常方便。

给定以下函数:

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

我们可以使用默认参数来调用它:

reformat(str)

然而,当使用非默认参数调用它时,该调用看起来就像:

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

使用命名参数我们可以使代码更具有可读性:

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

并且如果我们不需要所有的参数:

reformat(str, wordSeparator = '_')

当一个函数调用混用位置参数与命名参数时,所有位置参数都要放在第一个命名参数之前。例如,允许调用 f(1, y = 2) 但不允许 f(x = 1, 2)

可以通过使用星号操作符将可变数量参数(vararg 以命名形式传入:

fun foo(vararg strings: String) { …… }

foo(strings = *arrayOf("a", "b", "c"))

请注意,在调用 Java 函数时不能使用命名参数语法,因为 Java 字节码并不总是保留函数参数的名称。

返回 Unit 的函数

如果一个函数不返回任何有用的值,它的返回类型是 UnitUnit 是一种只有一个值——Unit 的类型。这个值不需要显式返回:

fun printHello(name: String?): Unit {
    if (name != null)
        println("Hello ${name}")
    else
        println("Hi there!")
    // `return Unit` 或者 `return` 是可选的
}

Unit 返回类型声明也是可选的。上面的代码等同于:

fun printHello(name: String?) { …… }

单表达式函数

当函数返回单个表达式时,可以省略花括号并且在 = 符号之后指定代码体即可:

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

当返回值类型可由编译器推断时,显式声明返回类型是可选的:

fun double(x: Int) = x * 2

显式返回类型

具有块代码体的函数必须始终显式指定返回类型,除非他们旨在返回 Unit在这种情况下它是可选的。 Kotlin 不推断具有块代码体的函数的返回类型,因为这样的函数在代码体中可能有复杂的控制流,并且返回类型对于读者(有时甚至对于编译器)是不明显的。

可变数量的参数(Varargs)

函数的参数(通常是最后一个)可以用 vararg 修饰符标记:

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
}

允许将可变数量的参数传递给函数:

val list = asList(1, 2, 3)

在函数内部,类型 Tvararg 参数的可见方式是作为 T 数组,即上例中的 ts 变量具有类型 Array <out T>

只有一个参数可以标注为 vararg。如果 vararg 参数不是列表中的最后一个参数, 可以使用命名参数语法传递其后的参数的值,或者,如果参数具有函数类型,则通过在括号外部传一个 lambda。

当我们调用 vararg-函数时,我们可以一个接一个地传参,例如 asList(1, 2, 3),或者,如果我们已经有一个数组并希望将其内容传给该函数,我们使用伸展(spread)操作符(在数组前面加 *):

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

中缀表示法

标有 infix 关键字的函数也可以使用中缀表示法(忽略该调用的点与圆括号)调用。中缀函数必须满足以下要求:

infix fun Int.shl(x: Int): Int { …… }

// 用中缀表示法调用该函数
1 shl 2

// 等同于这样
1.shl(2)

中缀函数调用的优先级低于算术操作符、类型转换以及 rangeTo 操作符。 以下表达式是等价的:

  • 1 shl 2 + 31 shl (2 + 3)
  • 0 until n * 20 until (n * 2)
  • xs union ys as Set<*>xs union (ys as Set<*>)

另一方面,中缀函数调用的优先级高于布尔操作符 &&||is-in- 检测以及其他一些操作符。这些表达式也是等价的:

  • a && b xor ca && (b xor c)
  • a xor b in c(a xor b) in c

完整的优先级层次结构请参见其语法参考

请注意,中缀函数总是要求指定接收者与参数。当使用中缀表示法在当前接收者上调用方法时,需要显式使用 this;不能像常规方法调用那样省略。这是确保非模糊解析所必需的。

class MyStringCollection {
    infix fun add(s: String) { …… }
    
    fun build() {
        this add "abc"   // 正确
        add("abc")       // 正确
        add "abc"        // 错误:必须指定接收者
    }
}

函数作用域

在 Kotlin 中函数可以在文件顶层声明,这意味着你不需要像一些语言如 Java、C# 或 Scala 那样需要创建一个类来保存一个函数。此外除了顶层函数,Kotlin 中函数也可以声明在局部作用域、作为成员函数以及扩展函数。

局部函数

Kotlin 支持局部函数,即一个函数在另一个函数内部:

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(即闭包)的局部变量,所以在上例中,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

成员函数是在类或对象内部定义的函数:

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

成员函数以点表示法调用:

Sample().foo() // 创建类 Sample 实例并调用 foo

关于类和覆盖成员的更多信息参见继承

泛型函数

函数可以有泛型参数,通过在函数名前使用尖括号指定:

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

关于泛型函数的更多信息参见泛型

内联函数

内联函数在这里讲述。

扩展函数

扩展函数在其自有章节讲述。

高阶函数和 Lambda 表达式

高阶函数和 Lambda 表达式在其自有章节讲述。

尾递归函数

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:

val eps = 1E-10 // "good enough", could be 10^-15

tailrec fun findFixPoint(x: Double = 1.0): Double
        = if (Math.abs(x - Math.cos(x)) < eps) 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,对于这里指定的 eps 精度会产生 0.7390851332151611 的结果。最终代码相当于这种更传统风格的代码:

val eps = 1E-10 // "good enough", could be 10^-15

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

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。