From Java To Kotlin, 空安全、扩展、函数、Lambda

概述（Summarize）

• Kotlin 是什么？
• 可以做什么？
• Android 官方开发语言从Java变为Kotlin,Java 有哪些问题？
• Kotlin的优点
• Kotlin 特性（Features）

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Kotlin 是什么？

Kotlin 出自于捷克一家软件研发公司 JetBrains ，这家公司开发出很多优秀的 IDE，如 IntelliJ IDEA、DataGrip 等都是它的杰作，包括 Google 官方的 Android IDE – Android Studio ，也是 IntelliJ IDEA 的插件版。

Kotlin 源于 JetBrains 的圣彼得堡团队，名称取自圣彼得堡附近的一个小岛 ( Kotlin Island ) ，和 Java一样用岛屿命名，JetBrains 在 2010 年首次推出 Kotlin 编程语言，并在次年将之开源。

• Kotlin 是一种在 Java 虚拟机上运行的静态类型编程语言，被称之为 Android 世界的Swift。
• Kotlin 可以编译成Java字节码。也可以编译成 JavaScript，方便在没有 JVM 的设备上运行。
• 在Google I/O 2017中，Google 宣布 Kotlin 成为 Android 官方开发语言,替代 Java 语言。

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Kotlin 代码会被编译成Java字节码，所以和 Java 兼容

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可以做什么？

• Android

• Server-side

• Multiplatform Mobile

  Kotlin Multiplatform Mobile is in Beta!

• Multiplatform libraries

  Create a multiPlatform library for JVM, JS, and Native platforms.

  可以做很多方向的开发！

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Android 官方开发语言从Java变为Kotlin,Java 有哪些问题？

• 空引用（Null references）：Java 中的 null 值是经常导致程序运行出错的原因之一，因为 Java 不支持空安全。

• 更少的函数式编程特性：Java 语言在函数式编程方面的支持相对较弱，虽然 Java 8 引入了 Lambda 表达式和 Stream API，但是 Kotlin 语言在这方面的支持更加全面和友好。

• 不够灵活，缺乏扩展能力：我们不能给 第三方 SDK 中的classes 或者 interfaces 增加新的方法。。

• 语法繁琐，不够简洁：Java 语言比 Kotlin 语言更为冗长，需要写更多的代码来完成相同的任务，这可能会降低开发效率。

Kotlin的优点

Modern, concise and safe programming language

• 简约：使用一行代码创建一个包含 getters、 setters、 equals()、 hashCode()、 toString() 以及 copy() 的 POJO：
• 安全：彻底告别那些烦人的 NullPointerException
• 互操作性： Kotlin 可以与 Java 混合编程，Kotlin 和 Java 可以相互调用，目标是 100% 兼容。

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Kotlin 特性（Features）

• 空安全（Null safety）
• 类型推断（Type inference）
• 数据类 (Data classes)
• 扩展函数 (Extension functions)
• 智能转换（Smart casts）
• 字符串模板（String templates）
• 单例（Singletons）
• 函数类型 (Function Type )
• Lambda 表达式
• 高阶函数（Primary constructors）
• 函数字面量和内联函数（Function literals & inline functions）
• 类委托（Class delegation）
• 等等…

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基本语法 （Basic Syntax ）

• 变量（Variables）
• 基本数据类型（ Basic Data Type ）
• 空安全（Null Safety ）
• 函数声明（ Define Function ）
• 让函数更好的调用（ Making functions easier to call ）
  • 命名参数/具名参数 （Named arguments）
  • 参数默认值（Default arguments）

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变量（Variables）

在 Java/C 当中，如果我们要声明变量，我们必须要声明它的类型，后面跟着变量的名称和对应的值，然后以分号结尾。就像这样：

Integer price = 100;

而 Kotlin 则不一样，我们要使用val或者是var这样的关键字作为开头，后面跟“变量名称”，接着是“变量类型”和“赋值语句”，最后是分号结尾。就像这样：

/*
关键字     变量类型
 ↓          ↓           */
var price: Int = 100;   /*
     ↑            ↑
   变量名        变量值   */

在 Kotlin 里面，代码末尾的分号省略不写，就像这样：

var price = 100 // 默认推导类型为： Int

另外，由于 Kotlin 支持类型推导，大部分情况下，我们的变量类型可以省略不写，就像这样：

var price = 100 // 默认推导类型为： Int

var 声明的变量，我们叫做可变变量，它对应 Java 里的普通变量。

val 声明的变量，我们叫做只读变量，它相当于 Java 里面的 final 变量。

var price = 100
price = 101

val num = 1
num = 2 // 编译器报错

var, val 反编译成 Java ：

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我们已经知道了 val 属性只有 getter，只能保证引用不变，不能保证内容不变。例如，下面的代码：

class PersonZ {
    var name = "zhang"
    var age = 30
    val nickname: String
        get() {
            return if (age > 30) "laozhang" else "xiaozhang"
        }
    fun grow() {
        age += 1
    }

属性 nickname 的值并非不可变，当调用 grow() 方法时，它的值会从 “xiaozhang” 变为 “laozhang”，

不过因为没有 setter,所以无法直接给 nickname 赋值

编译时常量

const 只能修饰没有自定义 getter 的 val 属性，而且它的值必须在编译时确定。

val time = System.currentTimeMillis()
// 这种会报错
const val constTime = System.currentTimeMillis()

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基本数据类型（ Basic Data Type ）

Kotlin 的基本数值类型包括 Byte、Short、Int、Long、Float、Double 等。

类型	位宽度	备注
Double	64	Kotlin 没有 double
Float	32	Kotlin 没有 float
Long	64	Kotlin 没有 long
Int	32	Kotlin 没有 int/Intege
Short	16	Kotlin 没有 short
Byte	8	Kotlin 没有 byte

在 Kotlin 语言体系当中，是没有原始类型这个概念的。这也就意味着，在 Kotlin 里，一切都是对象。

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空安全（Null Safety ）

既然 Kotlin 中的一切都是对象，那么对象就有可能为空。如果我写这样的代码：

val i: Double = null // 编译器报错

以上的代码并不能通过 Kotlin 编译。

这是因为 Kotlin 强制要求开发者在定义变量的时候，指定这个变量是否可能为 null。

对于可能为 null 的变量，我们需要在声明的时候，在变量类型后面加一个问号“?”：

val i: Double = null // 编译器报错
val j: Double? = null // 编译通过

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并且由于 Kotlin 对可能为空的变量类型做了强制区分，这就意味着，“可能为空的变量”无法直接赋值给“不可为空的变量”，反过来 “不可为空的变量” 可以赋值给“可能为空的变量” 。

var i: Double = 1.0
var j: Double? = null

i = j  // 编译器报错
j = i  // 编译通过

这么设计的原因是，从集合逻辑上：可能为空 包含 不可为空

而如果我们实在有这样的需求，也不难实现，只要做个判断即可：

var i: Double = 1.0
val j: Double? = null

if (j != null) {
    i = j  // 编译通过
}

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函数声明（ Define Function ）

在 Kotlin 当中，函数的声明与 Java 不太一样。
Java：

   public String helloFunction(@NotNull String name) {
      return "Hello " + name + " !";
   }

Kotlin ：

/*
关键字    函数名          参数类型   返回值类型
 ↓        ↓                ↓       ↓      */
fun helloFunction(name: String): String {
    return "Hello $name !"
}/*   ↑
   花括号内为：函数体
*/

• 使用了 fun 关键字来定义函数；
• 返回值类型，紧跟在参数的后面，这点和 Java 不一样。

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如果函数体中只有一行代码，可以简写

• return可以省略
• { } 花括号可以省略
• 直接用 = 连接，变成一种类似 变量赋值的 函数形式

fun helloFunton(name:String)：String = "Hello $name !"

我们称之为单表达式函数

由于Kotlin支持类型推导，返回值类型可以省略：

fun helloFunton(name:String)：= "Hello $name !"

这样看起来就更简洁了。

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让函数更好的调用（ Making functions easier to call ）

命名参数/具名参数 （Named arguments）

以前面的函数为例子，我们调用它：

helloFunction("Kotlin")

和 Java 一样。

不过，Kotlin 提供了一些新的特性，如命名函数参数
举个例子，现在有一个函数：

fun createUser(
    name: String,
    age: Int,
    gender: Int,
    friendCount: Int,
    feedCount: Int,
    likeCount: Long,
    commentCount: Int
) {
    //..
}

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如果像 Java 那样调用：

createUser("Tom", 30, 1, 78, 2093, 10937, 3285)

就要严格按照参数顺序传参：

• 参数顺序调换，参数就传错了，不好维护。
• 当参数是一堆数字，很难知道数字对应的形参，可读性不高。

Kotlin 参数调用：

createUser(
    name = "Tom",
    age = 30,
    gender = 1,
    friendCount = 78,
    feedCount = 2093,
    likeCount = 10937,
    commentCount = 3285
)

我们把函数的形参加了进来，形参和实参用 = 连接，建立了两者的对应关系。这样可读性更强。

如果想修改某个参数例如feedCount也可以很方便的定位到参数。 这样易维护

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参数默认值（Default arguments）

fun createUser(
    name: String,
    age: Int,
    gender: Int = 1,
    friendCount: Int = 0,
    feedCount: Int = 0,
    likeCount: Long = 0L,
    commentCount: Int = 0
) {
    //..
}

gender、likeCount 等参数被赋予了默认值，当我们调用时，有些有默认值的参数就可以不传参，Kotlin编译器自动帮我们填上默认值。

createUser(
    name = "Tom",
    age = 30,
    friendCount = 50
)

在 Java 当中要实现类似的逻辑，我们就必须手动定义新的“3 个参数的 createUser 函数”，或者是使用 Builder 设计模式。

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Classes and Objects

• 类 （Class）
• 抽象类 (Abstract Class)
• 继承（Extend）
• 接口和实现 （Interface and implements）
• 嵌套类和内部类（ Nested and Inner Classes ）
• 数据类（Data Class ）
• object 关键字
  • object：匿名内部类
  • object：单例模式
  • object：伴生对象
• 扩展 (Extension)
  • 什么是扩展函数和扩展属性？
  • 扩展函数在 Android 中的案例

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类 （Class）

Java

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 属性 name 没有 setter
    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
}

Class

Kotlin

class Person(val name: String, var age: Int)

Kotlin 定义类，同样使用 class 关键字。

Kotlin 定义的类在默认情况下是 public 的。

编译器会帮我们生成“构造函数”，

对于类当中的属性，Kotlin 编译器也会根据实际情况，自动生成 getter 和 setter。

和Java相比 Kotlin 定义一个类足够简洁。

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抽象类与继承

抽象类 (Abstract Class)

abstract class Person(val name: String) {
    abstract fun walk()
    // 省略
}

继承（Extend）

//                      Java 的继承
//                           ↓
public class MainActivity extends Activity {
    @Override
    void onCreate(){ ... }
}

//              Kotlin 的继承
//                 ↓
class MainActivity : AppCompatActivity() {
    override fun onCreate() { ... }
}

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接口和实现 （Interface and implements）

Kotlin 当中的接口（interface），和 Java 也是大同小异的，它们都是通过 interface 这个关键字来定义的。

interface Behavior {
    fun walk()
}

class Person(val name: String): Behavior {
    override fun walk() {
        // walk
    }
    // ...
}

可以看到在以上的代码中，我们定义了一个新的接口 Behavior，它里面有一个需要被实现的方法 walk，然后我们在 Person 类当中实现了这个接口。

Kotlin 的继承和接口实现语法基本上是一样的。

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Kotlin 的接口，跟 Java 最大的差异就在于，接口的方法可以有默认实现，同时，它也可以有属性。

interface Behavior {
    // 接口内的可以有属性
    val canWalk: Boolean
    // 接口方法的默认实现
    fun walk() {
        if (canWalk) {
            // do something
        }
    }
}
class Person(val name: String): Behavior {
    // 重写接口的属性
    override val canWalk: Boolean
        get() = true
}

我们在接口方法当中，为 walk() 方法提供了默认实现，如果 canWalk 为 true，才执行 walk 内部的具体行为。

Kotlin 当中的接口，被设计得更加强大了。

在 Java 1.8 版本当中，Java接口也引入了类似的特性。

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嵌套类和内部类（ Nested and Inner Classes ）

Java 当中，最常见的嵌套类分为两种：非静态内部类、静态内部类。Kotlin 当中也有一样的概念。

class A {
    class B {
    }
}

以上代码中，B 类，就是 A 类里面的嵌套类。

注意: 无法在 B 类当中访问 A 类的属性和成员方法。

因为Kotlin 默认嵌套类（B类）是一个静态内部类

Kotlin 嵌套类反编译成 Java 代码：

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 public class JavaOuterInnerClass2 {
   // 内部类
    public  class InnerClass {
    }
    // 静态内部类
    public  static  final   class  StaticInnerClass{
    }
}

通过 javac 命令 编译成 class 文件后：

• InnerClass
  
• StaticInnerClass
  

通过.class 可以发现，

$InnerClass 持有外部类的引用。

$StaticInnerClass 不持有外部类的引用。

Java 当中的嵌套类，默认情况下，没有 static关键字 时，它就是一个内部类，这样的内部类是会持有外部类的引用的。
所以，这样的设计在 Java 当中会非常容易出现内存泄漏！ 而我们之所以会犯这样的错误，往往只是因为忘记加static关键字。

Kotlin 则恰好相反，在默认情况下，嵌套类变成了静态内部类，而这种情况下的嵌套类是不会持有外部类引用的。只有当我们真正需要访问外部类成员的时候，我们才会加上 inner 关键字。这样一来，默认情况下，开发者是不会犯错的，只有手动加上 inner 关键字之后，才可能会出现内存泄漏，而当我们加上 inner 之后，其实往往也就能够意识到内存泄漏的风险了。

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数据类（Data Class ）

Koltin 数据类 ，就是用于存放数据的类,等价于 POJO （Plain Ordinary Java Object）。要定义一个数据类，我们只需要在普通的类前面加上一个关键字 data，就可以把它变成一个"数据类"。

    // 数据类当中，最少要有一个属性
                   ↓
data class Person(val name: String, val age: Int)

编译器会为数据类自动生成一些 POJO 常用的方法

• getter()
• setter()
• equals()；
• hashCode()；
• toString()；
• componentN() 函数；
• copy()。

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Koltin 数据类反编译成 Java代码：

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object 关键字

fun 关键字代表了定义函数，class 关键字代表了定义类，这些都是固定的，object 关键字，却有三种迥然不同的语义，分别可以定义：

• 匿名内部类；
• 单例模式；
• 伴生对象。

之所以会出现这样的情况，是因为 Kotlin 的设计者认为：

这三种语义本质上都是在定义一个类的同时还创建了对象。

在这样的情况下，与其分别定义三种不同的关键字，还不如将它们统一成 object 关键字。

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object：匿名内部类

在 Java 开发当中，我们经常需要写类似这样的代码：

  public interface Runnable {
      void run();
  }
  public static void main(String[] args) {
      // 创建Runnable对象并使用匿名内部类重写run方法
      Runnable runnable = new Runnable() {
          public void run() {
              System.out.println("Runnable is running");
          }
      };
      // 创建Thread对象并将Runnable作为参数传入
      Thread thread = new Thread(runnable);
      // 启动线程
      thread.start();
  }

这是典型的匿名内部类写法。

在 Kotlin 当中，我们会使用 object 关键字来创建匿名内部类。

   interface Runnable {
        fun run()
    }
    
    @JvmStatic
    fun main(args: Array<String>) {
        // 创建Runnable对象并使用匿名内部类重写run方法
        val runnable: Runnable = object : Runnable {
            override fun run() {
                println("Runnable is running")
            }
        }
        // 创建Thread对象并将Runnable作为参数传入
        val thread: Thread = Thread(runnable)
        // 启动线程
        thread.start()
    }

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object:单例模式

在 Kotlin 当中，要实现单例模式其实非常简单，我们直接用 object 修饰类即可：

object UserManager {
    fun login() {}
}

可以看出，Kotlin 生成单例，代码量非常少

反编译后的 Java 代码：

public final class UserManager {

   public static final UserManager INSTANCE; 

   static {
      UserManager var0 = new UserManager();
      INSTANCE = var0;
   }

   private UserManager() {}

   public final void login() {}
}

Kotlin 编译器会将其转换成静态代码块的单例模式。

虽然具有简洁的优点，但同时也存在两个缺点。

• 不支持懒加载。
• 不支持传参构造单例。

object：伴生对象

Kotlin 当中没有 static 关键字，所以我们没有办法直接定义静态方法和静态变量。不过，Kotlin 还是为我们提供了伴生对象，来帮助实现静态方法和变量。

Kotlin 伴生：

    companion object {
        const val LEARNING_FRAGMENT_INDEX = 0
       
        fun jumpToMe(context: Context, index: Int) {
            context.startActivity(Intent(context, TrainingHomeActivity::class.java).apply {
                putExtra(FRAGMENT_INDEX, index)
            })
        }
    }

反编译后的 Java 代码：

   private Companion() { }
   public static final Companion Companion = new Companion((DefaultConstructorMarker)null);
   
   public static final int LEARNING_FRAGMENT_INDEX = 0;
  
   public static final class Companion {
      public final void jumpToMe(@NotNull Context context, int index) {
      
      }
 }

可以看到jumpToMe()并不是静态方法，它实际上是通过调用单例 Companion 的实例上的方法实现的。

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扩展 (Extension)

Kotlin 的扩展（Extension），主要分为两种语法：

第一个是扩展函数，

第二个是扩展属性。

从语法上看，扩展看起来就像是我们从类的外部为它扩展了新的成员。

场景：假如我们想修改 JDK 当中的 String，想在它的基础上增加一个方法“lastElement()”来获取末尾元素，如果使用 Java，我们是无法通过常规手段实现的，因为我们没办法修改 JDK 的源代码。任何第三方提供的 SDK，我们都无权修改。

不过，借助 Kotlin 的扩展函数，我们就完全可以在语义层面，来为第三方 SDK 的类扩展新的成员方法和成员属性。

扩展函数

扩展函数，就是从类的外部扩展出来的一个函数，这个函数看起来就像是类的成员函数一样

Extension.kt
 /*
 ①    ②      ③            ④
 ↓     ↓       ↓            ↓   */     
fun String.lastElement(): Char? {
    //   ⑤
    //   ↓
    if (this.isEmpty()) {
        return null
    }

    return this[length - 1]
}

// 使用扩展函数
fun main() {
    val msg = "Hello Wolrd"
    // lastElement就像String的成员方法一样可以直接调用
    val last = msg.lastElement() // last = d
}

• 注释①，fun关键字，代表我们要定义一个函数。也就是说，不管是定义普通 Kotlin 函数，还是定义扩展函数，我们都需要 fun 关键字。
• 注释②，“String.”，代表我们的扩展函数是为 String 这个类定义的。在 Kotlin 当中，它有一个名字，叫做接收者（Receiver），也就是扩展函数的接收方。
• 注释③，lastElement()，是我们定义的扩展函数的名称。
• 注释④，“Char?”，代表扩展函数的返回值是可能为空的 Char 类型。
• 注释⑤，“this.”，代表“具体的 String 对象”，当我们调用 msg.lastElement() 的时候，this 就代表了 msg。

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扩展函数反编译成 Java 代码：

public final class StringExtKt {
   @Nullable
   public static final Character lastElement(@NotNull String $this$lastElement) {
      // 省略
   }
}

而如果我们将上面的 StringExtKt 修改成 StringUtils，它就变成了典型的 Java 工具类

public final class StringUtils {

   public static final Character lastElement(String $this) {
     // 省略
   }
}
public static final void main() {
  Character last = StringUtils.lastElement(msg);
}

所以 Kotlin 扩展函数 本质 上和 Java静态方法 是一样的。

只是编译器帮我们做了很多事情， 让代码写起来更简洁。

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扩展属性

而扩展属性，则是在类的外部为它定义一个新的成员属性。

// 接收者类型
//     ↓
val String.lastElement: Char?
    get() = if (isEmpty()) {
            null
        } else {
            get(length - 1)
        }

fun main() {
    val msg = "Hello Wolrd"
    // lastElement就像String的成员属性一样可以直接调用
    val last = msg.lastElement // last = d
}

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扩展函数/扩展属性对比

转换成Java代码后，扩展函数和扩展属性代码一致，

和 StringUtils.lastElement(msg); } 用法是一样的。

扩展最主要的用途，就是用来取代 Java 当中的各种工具类，比如StringUtils、DateUtils 等等。

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扩展函数在 Android 中的案例

用扩展函数简化Toast的用法：

这是Toast的标准用法,在界面上弹出一段文字提示，代码很长。

Toast.makeText(context, "This is Toast",Toast.LENGTH_SHORT).show()

还容易忘记调show()函数，造成Toast 没有弹出。

用扩展函数改写后：

fun String.showToast(context: Context) {   
    Toast.makeText(context, this, Toast.LENGTH_SHORT).show() 
}

调用时，只需要在要展示的内容后面调一下showToast（），这样就简洁了很多。

"This is Toast".showToast(context)

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函数与 Lambda 表达式

• 函数类型（Function Type）
• 函数引用 (Function reference）
• 高阶函数（Higher-order function）
• 匿名函数 （Anonymous function）
• Lambda Expressions
• 函数式（SAM）接口
• SAM 转换
• 高阶函数应用

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函数类型（Function Type）

函数类型（Function Type）就是函数的类型，
在 Kotlin 的世界里，函数是一等公民
既然变量可以有类型，函数也可以有类型。

//         (Int,  Int) ->Float 这就是 add 函数的类型
//           ↑     ↑      ↑
fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }

将第三行代码里的“ Int Int Float”抽出来，就可以确定该函数的类型。

将函数的“参数类型”和“返回值类型”抽象出来后，加上（），-> 符号加工后，就得到了“函数类型”。

(Int, Int) ->Float 就代表了参数类型是两个 Int，返回值类型为 Float 的函数类型。

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函数引用(Function reference）

普通的变量有引用的概念，我们可以将一个变量赋值给另一个变量，这一点，在函数上也是同样适用的，函数也有引用，并且也可以赋值给变量。

前面定义的 add 函数,赋值给另一个函数变量时，不能直接用的,

需要使用::操作符 , 后跟要引用的函数名,获得函数引用后才可以去赋值。

fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() }

//   变量     函数类型               函数引用        
//    ↑         ↑                     ↑
val function: (Int, Int) -> Float = ::add
 println(function(2, 3)) // 输出 5

加了双冒号:: , 这个函数才变成了一个对象，只有对象才能被赋值给变量。

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 fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() } 
   
   fun testGaojie() {
     println( ::add )
     println( (::add)(2, 3) )// 输出 5.0
    }

通过反编译成 Java 代码，可以看出。

::add 等价于 Function2 var1 = new Function2(...) ，

是一个FunctionN 类型的对象。

反编译成 Java代码：

 public final void testGaojie() {
 //  println( ::add )
      Function2 var1 = new Function2((GaojieFunTest)this) {
         public Object invoke(Object var1, Object var2) {
            return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
         }
         public final float invoke(int p1, int p2) {
            return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
         }
      };
      System.out.println(var1);
//  println( (::add)(2, 3) )
      float var2 = ((Number)((Function2)(new Function2((GaojieFunTest)this) {
         public Object invoke(Object var1, Object var2) {
            return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
         }
         public final float invoke(int p1, int p2) {
            return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
         }
      })).invoke(2, 3)).floatValue();
      System.out.println(var2);
   }

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   fun add(a: Int, b: Int): Float { return (a+b).toFloat() } 
   
   fun testGaojie() {
     println(  add(2, 3)  )// 输出 5.0
     val function: (Int, Int) -> Float = ::add
     println( function(2, 3) ) // 输出 5.0
     println(  function.invoke(2, 3)  )  // 输出 5.0
    }
    

将 testGaojie（）转换成 Java 代码。可以看到在 Java 里,
函数类型被声明为普通的接口：一个函数类型的变量是FunctionN接口的一个实现。Kotlin标准库定义了一系列的接口，这些接口对应于不同参数数量的函数：Function0<R>（没有参数的函数）、Function2<P1,P2,R>（2个参数的函数）…Function22<P1,P2 ... R>。每个接口定义了一个invoke()方法，调用这个方法就会执行函数。一个函数类型的变量就是实现了对应的FunctionN接口的实现类的实例。实现类的invoke()方法包含了 函数引用对应的函数的函数体

反编译成 Java代码：

 public final void testGaojie() {
 // println(  add(2, 3)  )
      float var1 = this.add(2, 3);
      System.out.println(var1);
//  val function: (Int, Int) -> Float = ::add     
      Function2 function = (Function2)(new Function2((GaojieFunTest)this) {
         // $FF: synthetic method
         // $FF: bridge method
         public Object invoke(Object var1, Object var2) {
            return this.invoke(((Number)var1).intValue(), ((Number)var2).intValue());
         }

         public final float invoke(int p1, int p2) {
            return ((GaojieFunTest)this.receiver).add(p1, p2);
         }
      });
// println( function(2, 3) ) // 输出 5.0      
      float var2 = ((Number)function.invoke(2, 3)).floatValue();
      System.out.println(var2);
//  println(  function.invoke(2, 3)  )  // 输出 5.0     
      var2 = ((Number)function.invoke(2, 3)).floatValue();
      System.out.println(var2);
   }

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总结

Kotlin中，函数引用和函数调用有以下区别：

1. 函数引用可以视为函数类型的变量，它持有函数的引用。而函数调用则执行函数本身。因此，可以将函数引用传递给其他函数，并在需要时执行。
2. 函数引用可以简化调用代码，避免冗长的代码。而函数调用则需要编写完整的函数名称、参数和参数类型。
3. 函数引用不会立即执行函数代码，只有在需要时才执行。而函数调用则立即执行函数代码。
   例如，假设我们有一个名为“double”的函数，它接受一个整数并返回它的两倍。那么，函数引用和函数调用的代码如下所示：

val doubleFunc: (Int) -> Int = ::double
 // 函数调用
val result = double(5) // 返回 10

在这个例子中，我们定义了一个函数引用，它可以在需要时传递给其他函数，也可以在需要时执行。

第 2 行代码我们还调用了函数“double”，它立即执行代码并返回结果。

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高阶函数 （Higher-order function）

高阶函数的定义：高阶函数是将函数用作参数或者返回值的函数。

如果一个函数的参数类型是函数类型或者返回值类型是函数类型，那么这个函数就是就是高阶函数 。

或者说，如果一个函数的参数或者返回值，其中有一个是函数，那么这个函数就是高阶函数。

    //                            函数类型的变量   函数类型
    //                                 ↓            ↓
    fun  higherOrderAdd( a:Int,b: Int,block: (Int, Int) -> Float):Float{
//                   函数类型的变量
//                       ↓
        var  result = block.invoke(a,b) 
//                   函数类型的变量
//                       ↓
        var  result2 = block(a,b)
        println("result:$result")
        return result
    }

higherOrderAdd 有一个参数是函数类型，所以它是高阶函数

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匿名函数

匿名函数看起来跟普通函数很相似，除了它的名字和参数类型被省略了外。
匿名函数示例如下：

fun(a :Int, b :Int) = a + b

上面的匿名函数是没法直接调用的，赋值给变量后才可以调用

 val anonymousFunction = fun(a :Int, b :Int) = a + b

  fun anonymousFunctionTest() {
        higherOrderAdd(2,2,::add) // 函数引用
        higherOrderAdd(2,2,anonymousFunction) // 函数变量
        higherOrderAdd(2,2,
            fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}) // 匿名函数
    }

匿名函数本质上也是函数类型的对象，所以可以赋值给变量。

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匿名函数不能单独声明在 （）外面，因为匿名函数是（函数的声明与函数引用合二为一）

// 具名函数不能直接赋值给变量，因为它不是对象

// 函数（）内不能直接 声明 具名函数，因为它不是对象

这几个个报错是因为，匿名函数是把函数的声明与函数引用合二为一了，所以在需要匿名函数的地方，声明一个具名函数是报错的，正确的做法是改用具名函数引用 例如：

  higherOrderAdd(2,2,::add) // 函数引用

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Lambda

Java 在 Java8中引入的Lambda。

Java Lambda 的基本语法是

(parameters) -> expression 

或(请注意语句的花括号)

  (parameters) -> { statements; }

Kotlin 语言的是可以用 Lambda 表达式作为函数参数的，Lambda就是一小段可以作为参数传递的代码，那么到底多少代码才算一小段代码呢?Kotlin对此并没有进行限制,但是通常不建议在Lambda 表达式中编写太长的代码,否则可能会影响代码的可读性。

Lambda也可以理解为是匿名函数的简写。

我们来看一下Lambda表达式的语法结构:

{参数名1: 参数类型, 参数名2: 参数类型 -> 函数体}

首先最外层是一对花括号{ },如果有参数传入到Lambda表达式中的话,我们还需要声明参数列表,参数列表的结尾使用一个 ‘->’ 符号 ,表示参数列表的结束以及函数体的开始,函数体中可以编写任意行代码,并且最后一行代码会自动作为Lambda表达式的返回值。

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    fun  higherOrderAdd( a:Int,b: Int,block: (Int, Int) -> Float):Float{
        var  result = block(a,b)
        println("result:$result")
        return result
    }
      @Test
    fun anonymousFunctionTest() {
        higherOrderAdd(2,2,::add) // 函数引用
        higherOrderAdd(3,3,
            fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}) // 匿名函数
        higherOrderAdd(4,4,
             { a:Int,b:Int ->  (a+b).toFloat()}) //    Lambda表达式
        println(
            fun (a:Int,b:Int):Float{ return (a+b).toFloat()}(5,5) ) // 匿名函数直接调用
        println(
            { a:Int,b:Int ->  (a+b).toFloat()}(5,5)) // Lambda表达式调用
    }   

相比匿名函数，lambda 表达式定义与引用函数更 简洁 。

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函数式（SAM）接口

SAM 是 Single Abstract Method 的缩写，只有一个抽象方法的接口称为函数式接口或 SAM（单一抽象方法）接口。函数式接口可以有多个非抽象成员，但只能有一个抽象成员。

在Java 中可以用注解@FunctionalInterface 声明一个函数式接口：

@FunctionalInterface
public interface Runnable {
    void run();
}

在 Kotlin 中可以用 fun 修饰符在 Kotlin 中声明一个函数式接口：

// 注意 interface 前的 fun
fun interface KRunnable {
   fun invoke()
}

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SAM 转换

对于函数式接口，可以通过 lambda 表达式实现 SAM 转换，从而使代码更简洁、更有可读性。

使用 lambda 表达式可以替代手动创建 实现函数式接口的类。 通过 SAM 转换， Kotlin 可以将 签名与接口的单个抽象方法的签名匹配的任何 lambda 表达式，转换成实现该接口的类的实例。

// 注意需用fun 关键字声明
fun  interface  Action{
    fun run(str:String)
}
fun  runAction(action: Action){
     action.run("this  run")
}

fun main() {
//      创建一个 实现函数式接口 的类 的实例（匿名内部类）
    val action = object :Action{
        override fun run(str: String) {
            println(str)
        }
    }
    //   传入实例，不使用 SAM 转换
    runAction(action)
//    利用 Kotlin 的 SAM 转换，可以改为以下等效代码：
//    使用 Lambda表达式替代手动创建 实现函数式接口的类
    runAction({
            str-> println(str)
    })
}

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fun  interface  InterfaceApi{
    fun run(str:String)
}
fun  runInterface(interfaceApi: InterfaceApi){
    interfaceApi.run("this  run")
}
//  函数类型替代接口定义
fun  factionTypeReplaceInterface(block:(String)->Unit){
     block("this block run")
}
//=======Test====
// 普通函数，参数是函数式接口对象，传 函数类型对象 也是可以的
fun  testFactionTypeReplaceInterface(){
    val function:(String)->Unit = { println(it) }
    runInterface(function) //普通函数，参数是函数式接口对象，传 函数类型对象 也是可以的
    factionTypeReplaceInterface(function)
}
// 高阶函数， 参数是函数类型对象，传 是函数式接口对象 是不可以的。
fun  testInterface(){
    val interfaceApi:InterfaceApi = object :InterfaceApi{
        override fun run(str: String) {
            println(str)
        }
    }
    runInterface(interfaceApi)
    factionTypeReplaceInterface(interfaceApi)// 高阶函数， 参数是函数类型对象，传 是函数式接口对象 是不可以的。
}

普通函数，参数是函数式接口对象，传 函数类型对象 也是可以的

反过来不可以：

高阶函数， 参数是函数类型对象，传 是函数式接口对象 是不可以的。

前面说的都是函数传不同的参数类型。

这张图中的三处报错都是，类型不匹配。

说明：

作为函数实参时， 函数类型对象 单向代替 函数式接口对象。

但是在创建对象时， 函数类型、函数式接口两种类型是泾渭分明的。

高阶函数应用

在Android开发时，我们经常会遇到给自定义View绑定点击事件的场景。以往通常的做法如下：

// CustomView.java

// 成员变量
private OnContextClickListener mOnContextClickListener;


// 监听手指点击内容事件
public void setOnContextClickListener(OnContextClickListener l) {
    mOnContextClickListener = l;
}

// 为传递这个点击事件，专门定义了一个接口
public interface OnContextClickListener {
    void onContextClick(View v);
}

// 设置手指点击事件
customView.setOnContextClickListener(new View.OnContextClickListener() {
    @Override
    public void onContextClick(View v) {
        gotoPreview();
    }
});

看完了这两段代码之后，你有没有觉得这样的代码会很啰嗦？因为，真正逻辑只有一行代码：gotoPreview()，而实际上我们却写了 6 行代码。

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用 Kotlin 高阶函数 改写后

//View.kt
//                     (View) -> Unit 就是「函数类型 」
//                       ↑        ↑ 
var mOnContextClickListener: ((View) -> Unit)? = null


// 高阶函数
fun setOnContextClickListener(l: (View) -> Unit) {
    mOnClickListener = l;
}

如果我们将前面Java写的例子的核心逻辑提取出来，会发现这样才是最简单明了的：

//                      { gotoPreview() } 就是 Lambda
//                             ↑
customView.setOnContextClickListener({ gotoPreview() })

Kotlin 语言的设计者是怎么做的呢？实际上他们是分成了两个部分：

• 用函数类型替代接口定义；
• 用 Lambda 表达式作为函数参数。

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Kotlin 中引入高阶函数会带来几个好处：一个是针对定义方，代码中减少了接口类的定义；另一个是对于调用方来说，代码也会更加简洁。这样一来，就大大减少了代码量，提高了代码可读性，并通过减少类的数量，提高了代码的性能。

	不使用高阶函数	使用高阶函数
定义方	需要额外定义接口	不需要额外定义接口
调用方	代码繁琐	代码简洁清晰
性能	差	借助inline的情况，性能更高

最后总结

思考讨论

本文主要分享了 空安全、扩展函数、高阶函数、Lambda,

本文分享的Kotlin内容，您认为哪些特性是最有趣或最有用的？

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参考文档：

• Kotlin 语言中文站
• 《Kotlin实战》
• 《Kotlin核心编程》
• 《Kotlin编程权威指南》
• 《Java 8实战》