函数

函数声明

Kotlin 使用关键词 fun 声明一个函数：

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

函数使用

普通的函数调用方式：

val result = double(2)

使用点号调用成员函数：

Sample().foo()  // create instance of class Sample and call foo

参数

函数参数的定义使用帕斯卡符号——name: type。参数之间通过逗号分隔。每个参数都必须指明类型。

fun powerOf(number: Int, exponent: Int) {
  // ...
}

默认参数

函数参数可以有默认值，因此调用时可以省略对应的参数。与其他语言相比，这样可以减少函数重载。

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

默认值定义在类型右侧的 = 之后。

覆写的方法总是与父类方法使用相同的默认参数。所以覆写一个带默认参数值的方法时，函数签名中必须要去掉默认值：

open class A {
    open fun foo(i: Int = 10) { /* ... */ }
}

class B : A {
    // no default value allowed
    override fun foo(i: Int) { /* ... */ }
}

如果一个默认参数位于没有默认值的参数之前，默认值值能通过命名参数的形式使用。

fun foo(bar: Int = 0, baz: Int) { /* ... */ }

// The default value bar = 0 is used
foo(baz = 1)

如果 lambda 在圆括号之外作为最后一个参数传递给函数，默认参数无需传值：

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

foo(1) { println("hello") } // Uses the default value baz = 1
foo() { println("hello") } // Uses the default value bar = 0 and baz = 1

命名参数

函数调用时可以使用参数名。当函数有很多参数或者带默认参数时，这个特性很方便。

例如下面的函数：

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

可以用默认参数调用：

reformat(str)

如果不使用参数默认值：

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

如果使用命名参数，代码会变得更可读：

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

如果不需要所有的参数：

reformat(str, wordSeparator = '_')

如果同时使用位置参数和命名参数来调用函数，那么位置参数不能位于命名参数之后。例如，f(1, y = 2) 合法，f(x = 1, 2) 不合法。

可变数量参数（vararg）可以利用 spread 操作符通过命名的形式传递：

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

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

注意，命名参数的语法无法用于 java 函数，因为 Java 字节码不一定保有参数名。

返回 Unit 的函数

如果函数的返回值无用，返回值类型可以为 Unit。Unit 类型只有一个值 - Unit。无需显示返回这个值。

fun printHello(name: String?): Unit {
    if (name != null)
        println("Hello ${name}")
    else
        println("Hi there!")

    // `return Unit` or `return` is optional
}

Unit 的返回值可以不用声明。上面的代码等价于：

fun printHello(name: String?) {
    // ...
}

单表达式函数

如果函数只返回一个单表达式的值，那么可以省略花括号，函数体放在等号右侧。

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

如果编译器能够推导出返回值类型，无需显示声明。

fun double(x: Int) = x * 2

显示的返回类型

有块体（block body）的函数必须显示指明返回值类型，除非返回 Unit。Kotlin 不会推导带块体的函数返回值类型，因为这类函数的控制逻辑可能比较复杂，返回值类型对（甚至是编译器）来说不明显。

可变参数（Varargs）

函数参数（通常是最后一个）可用 vararg 修饰：

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
}

可以传递任意数量的参数：

val list = asList(1, 2, 3)

在函数内，类型为 T 的 vararg 参数被视作一个 T 的数组，也就是说，变量 ts 的类型是 Array<out T>。

vararg 只能标记于一个参数，如果这个参数不是参数列表的最后一个，那么它之后的参数可以通过命名参数的语法传值，或者，如果参数是函数类型，可以在括号之外传递一个 lambda。

调用 vararg 函数时，可以一个一个传参，例如，asList<1, 2, 3>，或者，如果要传递一个数组的内容，可以用 spread 操作符（数组前面加个 *）：

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

中缀符号（infix notation）

用 infix 关键字标记的函数可以使用中缀符号调用（调用可省略点号和参数）。中缀函数需要满足如下条件：

  • 函数是成员函数或扩展函数；
  • 函数只有一个参数；
  • 参数不能接受可变数量的参数并且不能拥有默认值。
infix fun Int.shl(x: Int): Int {
    // ...
}

// call extension function using infix notation
1 shl 2

// is the same
1.shl(2)

中缀函数调用的优先级低于算术运算符、类型转换和 rangeTo 操作符。例如下面的等价表达式：

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

另一方面，中缀函数调用的优先级要高于布尔运算 && 和 ||，is 和 in 检查，以及其他操作符。例如下面的等价表达式：

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

注意，使用中缀函数必须指明接收者和参数。如果在当前接收者上使用中缀符号，需要显示使用 this；与正常函数不同，它没法省略掉。这么做是为了保证无歧义解析。

class MyStringCollection {
    infix fun add(s: String) { /* ... */ }

    fun build() {
        this add "abc"  // Correct
        add("abc")      // Correct
        add "abc"       // Incorrect: the receiver must be specified
    }
}

函数范围

Kotlin 的函数可以直接定义在代码文件的最外层，也就是说，无需像 Java、C# 或 Scala 那样必须把函数定义在类里面。除此之外，Kotlin 的函数可以声明为本地函数、成员函数和扩展函数。

局部函数

Kotlin 支持本地函数，也就是说，函数可以嵌套。

fun dfs(graph: Graph) {
    fun dfs(current: Vertex, visited: Set<Vertex>) {
        if (!visisted.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，上例中的 visited 可用局部变量表示：

fun dfs(graph: Graph) {
    val visited = HashSet<Vertext>()
    fun dfs(current: Vertex) {
        if (!visited.add(current)) return
        for (v in current.neighbors)
            dfs(v)
        }
    }

    dfs(graph.vertices[0])
}

成员函数

成员函数定义在类或者对象的内部：

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

成员函数通过点符号来调用：

Sample().foo()  // creates instance of class Sample and calls foo

更多关于类和重写的姿势可参考类和继承。

泛型函数

函数可以有泛型参数，用尖括号指定，位于函数名之前：

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

内联函数

可见内联函数章节。

扩展函数

可见扩展章节。

高阶函数和 lambda

可见高阶函数和lambda章节。

尾递归函数（Tail recursive functions）

Kotlin 支持函数式编程的尾递归，尾递归可以代替循环来实现某些算法，而且不会导致栈溢出。当一个函数用 tailrec 来修饰并且满足所需的形式时，编译器会把递归调用优化成一个快速且高效的循环。

tailrec fun findFixPoint(x: Double = 1.0): Double
    = if (x == Math.cos(x)) x else findFixPoint(Math.cos(x))

上面的代码用于计算一个数学常量 —— cosine 的 fixpoint。实现方式是一直调用 Math.cos 直到计算结果不再改变，最后产生的值是 0.7390851332151607。以上代码的传统写法如下：

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

tailrec 修饰符要求函数的最后一个操作必须是调用自己。如果递归调用之后还有其他执行代码，或者是 try/catch/finally 的代码块，都不能使用尾递归。当前只有 JVM 的后端（backend）支持尾递归。

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