Kotlin 高阶函数从未如此清晰(中)
前言
高阶函数系列文章:
Kotlin 高阶函数从未如此清晰(上)
Kotlin 高阶函数从未如此清晰(中)
Kotlin 高阶函数从未如此清晰(下) let/also/with/run/apply/repeat 一看就会
上篇讲到了Kotlin 高阶函数定义以及如何使用Lambda进行简化调用,本篇接着来分析未尽事项。
通过本篇文章,你将了解到:
1、Kotlin 泛型初探
2、Kotlin 扩展函数的原理与使用
3、Koltin 内联函数的原理与使用
1、Kotlin 泛型初探
Java 泛型
我们知道Java 泛型是为了在编译时期做类型安全检查,本质上就是参数化类型。
以熟知的List为例,List
private void test1() {
List nameList = new ArrayList();
//添加字符串
nameList.add("fish");
//添加数字
nameList.add(3);
}
本意是构建了一个存储名字的List,也就是说该List里的元素是字符串,而上述添加Int 类型的元素却是没报错,因此编译器认为里面的元素都是Object类型,当我们需要取出元素时,就需要强转Object为对应的类型:
String ss = (String)nameList.get(0);
int age = (int)nameList.get(1);
强转在类型错误在编译时期是不会被发现的,只能在运行期间才会暴露。
再看看引入了泛型的List:
```
private void test2() {
List
//无需强转
String name1 = nameList.get(0);
String name2 = nameList.get(1);
}
``` 可以看出,在编译时期就进行了类型检测,提取元素时无需强转,同时也避免了一些自动拆装箱操作。
Kotlin 泛型
Kotlin 里的泛型和Java 里的泛型功能类似:
```
//泛型类
class A
//泛型接口
interface B
//泛型方法
fun 来看个实例:
class Fruit
get() {
println("$field")
return field
}
fun setValue(t:T) {
this.quality = t
}
}
fun main(args: Array
此处仅仅只是简单阐述Kotlin 泛型的写法及使用(为方便下一个小结理解常用的高阶函数),协变、逆变、星号等以及与Java 上下界通配符比对后续会单独开一篇分析。
2、Kotlin 扩展函数的原理与使用
扩展函数原理
先看简单例子: ``` class Student { //来自省份 var province:String?= null //学生名字 var name:String? = null init { name = "fish" province = "beijing" } fun printStudent() { println("$name") } }
fun main(args: ArrayStudent类里有个printStudent()函数,打印学生的信息。现在有个需求想要打印名字的同时还打印省份。
你可能会说:直接在printStudent()加入打印省份信息不就得了?
如果是第三方的文件呢?咱们没权限修改源文件,在Java 里我们一般通过包装Student类,再提供打印学生姓名和省份的方法。
而Koltin里更简洁,可以直接对这个类进行函数扩展。
fun main(args: Array以后在任何一个地方,只要想要打印姓名和省份都可以使用printStudent1()方法。
通过反编译结果,来看看扩展函数的原理:
public static final void printStudent1(@NotNull Student $this$printStudent1) {
Intrinsics.checkNotNullParameter($this$printStudent1, "$this$printStudent1");
String var1 = "name:" + $this$printStudent1.getName() + " province:" + $this$printStudent1.getProvince();
boolean var2 = false;
System.out.println(var1);
}
```
当扩展一个类的函数时,实际上传入了该类的对象,通过对象拿到属性/函数并操作。
因此,其本质上还是通过类的对象实例来组合各种操作。
假若现在将"province" 访问权限修改为"private",那么printStudent1 将无法访问到该属性。
扩展函数使用
扩展函数在扩展第三方库时非常有效,从原理上看我们知道它是没有任何副作用的。
假若我们来扩展String类,希望新增一个函数:判断String 首字母是否是大小。
fun String.isFirstUpper():Boolean {
if (isNotEmpty()) {
//判断字符范围
return get(0).code in 65..97
}
return false
}
在Kotlin里调用:
```
fun main(args: Array
var b1 = "Fish".isFirstUpper()
var b2 = "1Fish".isFirstUpper();
println("$b1 $b2")
}
**在Java里调用:**
private void testExpand() {
//需要传入扩展类的对象实例
boolean b1 = ExpandFunKt.isFirstUpper("Fish");
boolean b2 = ExpandFunKt.isFirstUpper("1fish");
}
```
扩展函数与成员函数异同
1、扩展函数不能访问"private" 修饰的函数和属性。
2、扩展函数不会影响原有类的构成(不属于类本身,不能被子类继承)。
3、扩展函数调用方式与成员函数调用方式类似,都可以通过对象调用。
3、Koltin 内联函数的原理与使用
内联函数原理
//普通函数
fun normalFun1() {
println("normal fun")
}
//内联函数
inline fun inlineFun2() {
println("inline fun")
}
fun main(args: Array<String>) {
normalFun1()
inlineFun2()
}
输出结果都很正常,看不出来啥。从写法上看,fun2比fun1 多了"inline"修饰。
接着看看反编译结果:
public static final void main(@NotNull String[] args) {
Intrinsics.checkNotNullParameter(args, "args");
//函数调用
normalFun1();
int $i$f$inlineFun2 = false;
//函数体替换
String var2 = "inline fun";
boolean var3 = false;
System.out.println(var2);
}
可以看出,当使用"inline" 修饰时,整个函数体被调用方直接复制过去了,而没有使用"inline"修饰时,则是正常的函数调用,这期间会经过:
函数局部变量、返回值等入栈,函数执行完成后出栈,继续从调用处往下执行。
压栈、出栈过程有一定的开销。
内联函数的使用
虽然使用内联可以减少一定的开销,但是不是每个地方都适合用内联修饰的。试想,若是都是内联函数,那么调用内联函数的时候会将整个函数体(实现)拷贝到调用处,如果是多次调用呢?岂不是重复的代码很多?
因此,在Kotlin 里普通函数是无需使用内联修饰的,我们上面的代码编译器会提示:
意思是:此种场景下使用内联对性能是没有提升的。
什么场景下使用呢?答案是函数参数是函数类型时使用。
定义高阶函数:
fun inlineFun3(block: (Int) -> String): String {
println("execute fun3")
return block(3)
}
其参数block 即为函数类型的变量,此处用Lambda表示。
调用inlineFun3:
fun main(args: Array<String>) {
var str = inlineFun3 {
if (it > 3) {
">3"
} else {
"<=3"
}
}
println("str $str")
}
看反编译结果:
public static final void main(@NotNull String[] args) {
String str = inlineFun3((Function1)null.INSTANCE);
String var2 = "str " + str;
boolean var3 = false;
System.out.println(var2);
}
可以看出上面的block 变为了Function1,当调用一个高阶函数时,其函数类型的参数最终都会编译为FunctionX 接口。
也就是说当调用inlineFun3()时,内部是生成了一个FunctionX的对象。
而当我们用inline 修饰inlineFun3()时,最终的反编译如下:
```
inline fun inlineFun3(block: (Int) -> String): String {
println("execute fun3")
return block(3)
}
public static final void main(@NotNull String[] args) { String var3 = "execute fun3"; System.out.println(var3); int it = 3; String str = it > 3 ? ">3" : "<=3"; String var7 = "str " + str; System.out.println(var7); } ``` 总结来说,使用inline 修饰高阶函数有两个好处:
1、当调用高阶函数时,可以避免生成对象,减少开销。
2、同时减少了函数调用的压栈出栈开销。
内联函数规则
参数传递规则
inline fun inlineFun4(block: (Int) -> String): String {
println("execute fun4")
//编译错误
return inlineFun5(block)
}
fun inlineFun5(block: (Int) -> String): String {
return block(3)
}
如上写法编译器会报错:内联函数的函数类型参数不能作为实参传递给另一个非内联函数。
inlineFun4 是内联函数,其形参为block,inlineFun5 是非内联函数,要想编译通过有两种方式:
1、inlineFun5 加上inline 修饰。
2、block 加上 noinline(禁止内联)修饰。
第二点对应如下:
inline fun inlineFun4(noinline block: (Int) -> String): String {
println("execute fun4")
return inlineFun5(block)
}
Return 规则
在上一篇中有说过:Lambda使用最后一条语句作为返回值,在Lambda里不能显示调用return。 ``` fun inlineFun6(block: (Int) -> String): String { println("execute fun6") return block(3) }
fun testReturn(): String {
var str = inlineFun6 {
if (it > 3) {
">3"
} else {
"<=3"
}
//编译错误
return "fish"
}
println("execute inlineFun6 str:$str")
return "fish"
}
此时的return 是不被允许的。
当然,也可以改造为如下:
fun testReturn(): String {
var str = inlineFun6 {
if (it > 3) {
">3"
} else {
"<=3"
}
//编译错误
return@inlineFun6 "fish"
}
println("execute inlineFun6 str:$str")
return "fish"
}
运行后发现,return 退出了inlineFun6函数的执行,但还是执行到了"println("execute inlineFun6 str:$str")",说明该return 函数并没有退出testReturn。此时给inlineFun6函数加上inline 修饰:
inline fun inlineFun6(block: (Int) -> String): String {
println("execute fun6")
return block(3)
}
fun testReturn(): String {
var str = inlineFun6 {
if (it > 3) {
">3"
} else {
"<=3"
}
//直接return
return "fish"
}
println("execute inlineFun6 str:$str")
return "fish"
}
```
Lambda里可以使用return函数,并且return 后退出了testReturn()函数。
由此可见:
当inline 修饰带有函数类型参数的函数时,在Lambda里可以使用return,并且执行到该return 语句时可以退出外层函数。
了解了泛型、扩展函数、内联函数,下篇将会分析常用的一些高阶函数: let/also/with/run/apply/repeat 的原理及其应用场景。
本文基于Kotlin 1.5.3,文中Demo请点击
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