Kotlin 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
}

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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：

Stream().read() // 创建类 Stream 实例并调用 read()

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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

• 默认值通过类型后面的 = 及给出的值来定义

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

• 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具名参数

fun foo(bar: Int = 0, baz: Int) { /*……*/ }
foo(baz = 1) // 使用默认值 bar = 0

• 如果在默认参数之后的最后一个参数是 lambda 表达式，那么它既可以作为具名参数在括号内传入，也可以在 括号外 传入：

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

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

具名参数

可以在调用函数时使用具名的函数参数。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, '_')

使用具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具名参数时，所有位置参数都要放在第一个具名参数之前。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 （Varargs）以具名形式传入：

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

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

对于 JVM 平台：在调用 Java 函数时不能使用具名参数语法，因为 Java 字节码并不总是保留函数参数的名称。

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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 Unit。Unit 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 T 的 vararg 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， 可以使用具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：

• 它们必须是 成员函数 或 扩展函数
• 它们必须 只有一个参数
• 其参数不得 接受可变数量的参数 且不能有 默认值

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 + 3  等价于 1 shl (2 + 3)
0 until n * 2 等价于 0 until (n * 2)
xs union ys as Set<\*>  等价于 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 && 与 ||、is- 与 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 c 等价于 a && (b xor c)
a xor b in c 等价于 (a xor b) in c

• 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
    }
}

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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: MutableSet<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

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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> { /*……*/ }

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内联函数

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扩展函数

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高阶函数和 Lambda 表达式

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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。目前在 Kotlin for JVM 与 Kotlin/Native 中支持尾递归。