Kotlin知识概括（十一） —— 高阶函数

时间 2019-11-08

标签 kotlin 知识概括十一高阶函数繁體版

原文原文链接

前序

以前已经掌握了函数类型的定义以及lambda的使用，本次将完成高阶函数与内联函数的学习。java

高阶函数就是以另外一函数做为参数或返回值的函数。android

函数类型

函数类型的原理

众所周知，Kotlin是兼容Java 6的，但Java 6并无 lambda 。因此Kotlin会将一个函数类型的变量转换为一个FunctionN接口的实现。bash

Kotlin标准库中定义了一系列FunctionN接口，这些接口对应于不一样参数数量的函数：Function0<R>表明没有参数的函数，Function1<P1,R>表明一个参数的函数。N的取值范围： 0 <= N <= 22,也就是说函数类型变量的参数最多22个。ide

public interface Function0<out R> : Function<R> {
    /** Invokes the function. */
    public operator fun invoke(): R
}
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每个FunctionN接口都定义了一个invoke方法，一个函数类型的变量就是实现了对应FunctionN接口的实例，该 FunctionN接口的实例 invoke 方法中包含了函数类型变量的函数体。函数

函数类型实例的调用

细心点会发现，每个FunctionN函数中的invoke()都带有operator关键字修饰，这代表invoke()的调用能够用操做符替代：post

表达式	转换
a()	a.invoke()
a(i)	a.invoke(i)
a(i, j)	a.invoke(i, j)
a(i_1, ……, i_n)	a.invoke(i_1, ……, i_n)

函数类型变量可使用圆括号替代调用 invoke()，但仍是须要传递足够数量的参数:性能

#daqiKotlin.kt
fun doSometing(func :() -> Unit){
    func()
    //func.invoke()
}
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对于接收函数类型参数的函数，Java 8能够直接使用lambda进行调用，而且lambda会被自动转换成函数类型的值：学习

#daqiJava8.java
doSometing{
    
}
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而对于Java 8如下的Java,须要按照函数类型的参数列表数量，选取适当的FunctionN接口，建立其匿名内部类。ui

#daqiJava.java
doSometing(new Function0<Unit>() {
    @Override
    public Unit invoke() {
        return Unit.INSTANCE;
    }
});
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返回函数的函数

函数类型能够用做参数传递到函数中，也就意味着函数类型也能做为返回值返回，虽然这并不经常使用。this

fun  doSometing():() -> Unit{
    return {
        
    }
}
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内联函数

lambda的开销

Kotlin的lambda带来简洁语法的同时，也带来了必定的性能消耗。每个lambda表达式会被编译成一个实现FunctionN接口的匿名类。

对于捕捉变量的lambda表达式，每次调用都是建立一个新的对象，带来额外的性能开销。对于不捕捉变量的lambda表达式，只会建立一个单例的 FunctionN 实例,并在下次调用时复用。

同时 Kotnlin 编译出来的 Function 对象没有避免对基本数据类型的装箱和拆箱(由于接收的是Object类型)。这就意味着输入值或输出值涉及到基本数据类型时，会调用系统的装箱与拆箱，形成必定的性能消耗。

(Function1)(new Function1() {

     public Object invoke(Object var1) {
        this.invoke(((Number)var1).intValue());
        return Unit.INSTANCE;
     }

     public final void invoke(int it) {
       //....
     }
})
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为了生成与Java语句同样高效的代码，Kotlin提供了内联机制。对于带有inline修饰符函数，Kotlin编译器会直接将函数实现的真实代码替换每一次的函数被调用的地方。

内联的 lambda 表达式只能在内联函数内部直接调用或者做为可内联的参数传递。不然，编译器会禁止参数被内联，并给出错误信息“Illegal usage of inline-parameter”。并且内联的函数应尽可能简单，好比Kotlin标准库中的内联函数老是很小的。

禁用内联

当一个lambda可能会包含不少代码，或者以不容许内联的方式使用，那么能够用 noinline 修饰符标记这些不但愿内联的函数类型参数：

inline fun daqi(noinline func :() -> Unit){
    func()
}
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若是一个内联函数没有可内联的函数类型参数，编译器会产生一个警告，由于这样的内联函数没意义。noinline 修饰的函数类型参数能够以任何方式操做。例如存储在字段中等等。

集合的内联操做

集合的函数式Api操做都是内联函数，因此它们的函数体都会被内联，不会产生额外的类或者对象。

#_Collections.kt
public inline fun <T> Iterable<T>.filter(predicate: (T) -> Boolean): List<T> {
    return filterTo(ArrayList<T>(), predicate)
}
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但序列的函数式Api中，中间操做并非内联函数（末端操做是内联函数），因此中间操做的lambda都会被保存在字段中，等待末端操做调用由中间操做组成的调用链。

#_Sequences.kt
public fun <T> Sequence<T>.filter(predicate: (T) -> Boolean): Sequence<T> {
    return FilteringSequence(this, true, predicate)
}

internal class FilteringSequence<T>(
    private val sequence: Sequence<T>,
    private val sendWhen: Boolean = true,
    private val predicate: (T) -> Boolean
) : Sequence<T> {
}
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因此，不该该老是试图将集合转化为序列，只有在处理大量数据的集合时，才须要将集合转换为序列。对于小数据量的集合，仍是使用集合操做处理。

参考资料：

《Kotlin实战》
Kotlin官网

android Kotlin系列：

Kotlin知识概括（一） —— 基础语法

Kotlin知识概括（二） —— 让函数更好调用

Kotlin知识概括（三） —— 顶层成员与扩展

Kotlin知识概括（四） —— 接口和类

Kotlin知识概括（五） —— Lambda

Kotlin知识概括（六） —— 类型系统

Kotlin知识概括（十一） —— 高阶函数

Kotlin知识概括（十二） —— 泛型

Kotlin知识概括（十三） —— 注解

Kotlin知识概括（十四） —— 反射