Kotlin基础知识五: lambda表达式

lambda expression的语法

语法： {Parameters ->Body}
举例：

val sum = { x: Int, y: Int -> x + y } //store a lambda expression in a variable.
println(sum(2, 5)) //treat this variable like a normal function.

与局部变量一样，lambda表达式中的参数可以自动推断出来。
如果一个lambda expression是一个函数的最后一个参数，那么可以将该lambda expression移到函数的小括号外面；

val people = listOf(Person("Alice", 29), Person("Bob", 31))
val names = people.joinToString(separator = " ",
        transform = { p: Person -> p.name })

可以简化为：

people.joinToString(" ") { p: Person -> p.name }

如果一个lambda expression是一个函数的唯一参数，那么可以进一步的省去函数的小括号。

people.maxBy { p: Person -> p.age } //显式指定参数类型
people.maxBy { p -> p.age } //参数类型自动推断而出

也可以使用默认的参数名字it：

people.maxBy { it.age }

如果把lambda表达式赋值给一个变量，则没有推断可以参数类型的上下文，所以需要显式指定参数类型：

val getAge = { p: Person -> p.age }
people.maxBy(getAge)

lambda表达式并不仅限于一个表达式或一条语句，此时最后一个expression的值为lamada的结果。

fun main() {

    val sum = { x: Int, y: Int ->
        println("Computing the sum of $x and $y...")
        x + y
        var a = 10
    }

    println(sum(10, 20)) //kotlin.Unit
}

lamda优于匿名内部类

Don’t use anonymous classes for function objects unless you have to create instances of types that aren’t functional interfaces.

lambda表达式的局限性

  1. Lambda仅限于函数式接口。 如果要创建一个abstract class的实例，则只能使用anonymous class；
  2. 类似的，如果要创建具有多个抽象方法的接口的实例，也只能使用anonymous class；
  3. 不同于匿名类，lambda中this是“调用lambda表达式的对象”，而匿名内部类中的this表示的是“匿名内部类对象本身”。
    举例：
package com.sample.java;

import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.List;

public class JavaSample {

    private static Runnable lambda1 = () -> {
        System.out.println("lambda1");
        //System.out.println("lambda1 this: " + this.getClass()); //'this' cannot be referenced from a static context.
    };

    private static Runnable runnable = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            //runnable this: com.sample.java.JavaSample$1
            System.out.println("runnable this: " + this.getClass());
        }
    };

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(lambda1).start();
        new Thread(runnable).start();
        new InnerClass().testLambda();
    }

    private static class InnerClass {
        private Comparator<String> lambda2 = (String s1, String s2) -> {
            System.out.println("lambda2 this: " + this.getClass()); //com.sample.java.JavaSample$InnerClass
            return Integer.compare(s1.length(), s2.length());
        };

        private void testLambda() {
            List<String> list = Arrays.asList("hello", "world");
            Collections.sort(list, lambda2);
        }
    }
}

在作用域内访问变量

Lameda表达式访问外部变量时，不要求是final类型，这意味着可以在lambda表达式中修改外部变量，我们称之为被lambda表达式captured。举例：

package com.example.kotlin.ch05

fun printlnProblemCounts(response: Collection<String>) {
    var clientErrors = 0
    var serverErrors = 0

    response.forEach {
        if (it.startsWith('4')) {
            clientErrors++
        } else if (it.startsWith('5')) {
            serverErrors++
        }
    }

    println("$clientErrors client errors, $serverErrors server errors")
}

fun main() {
    val responses = listOf(
        "200 OK", "418 I'm a teapot",
        "500 Internal Server Error"
    )

    printlnProblemCounts(responses)
}

注意：默认情况下，如果一个local variable被lambda表达式captured的话，使用该variable的代码可以先暂存起来、稍后再执行。
当捕获一个final variable时，它的值与lambda的代码保存在一起；
当捕获一个non-final variable时，它的值被封装在一个特殊的wrapper当中，这个wrapper的引用与lambda的代码保存在一起。

Member references

method reference type.png

Member references即对function的引用，使用::操作符可以把function转化成value：

val getAge = Person::age
people.maxBy(Person::age)

对顶层函数的引用：

fun salute() = println("Salute!")
run(::salute)

Constructor reference.

使用constructor reference可以将创建一个实例的动作保存在value中。

data class Person(val name: String, val age: Int)
//The action of creating an instance of “Person” is saved as a value.
val createPerson = ::Person
val p = createPerson("Alice", 29)
println(p) //Person(name=Alice, age=29)

引用extension functions也是类似：

fun Person.isAdult() = age >= 21
val predicate = Person::isAdult

函数式接口（functional interfaces）

仅有一个抽象方法的接口称之为函数式接口（functional interfaces），又称为SAM（single abstract method）接口。比如Java中Runnable和Callable这种。这种接口的实例称之为函数式对象（function objects）。
任何期待functional interface类型参数的地方，都可以给它传递一个lambda表达式。
举例：

void postponeComputation(int delay, Runnable computation);

使用kotlin调用时:

postponeComputation(1000) { println(42) }

编译器会自动将lambda转化为"实现了Runnable接口的匿名类的实例"。

postponeComputation(1000, object : Runnable {
    override fun run() {
        println(42)
    }
})

Collections中的函数式APIs

  1. filter
    filter会从collections中移除不想要的元素，但是并不改变元素本身。


    filter.png
val list = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
val evenList = list.filter { it % 2 == 0 }
println(evenList) //[2, 4]

  1. map
    map函数应用指定的function到collections中的每一个元素，并收集结果到一个新的collection中。


    map.png
val list = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
val mapList = list.map { it * it }
println(mapList) //[1, 4, 9, 16, 25]

如果只想取出Person列表中Person的名字，那么可以这样写：

val people = listOf(Person("Alice", 29), Person("Bob", 31))
println(people.map { it.name })

使用member references的形式：

people.map(Person::name)

也可以使用调用链，比如打印年龄大于30岁的人的名字：

people.filter { it.age > 30 }.map(Person::name)

找到年龄最大的那个人：

val maxAge = people.maxBy { it.age ?: 0 }?.age"
println(people.filter { it.age == maxAge })

"all", "any", "count"和"find"：在collection上应用一个predicate

"group by" : 将一个list转化为一组maps

val people = listOf(
        Person("Alice", 31),
        Person("Bob", 29), Person("Carol", 31)
    )

println(people.groupBy { it.age })

output:
{31=[Person(name=Alice, age=31), Person(name=Carol, age=31)], 29=[Person(name=Bob, age=29)]}
如图：


Figure 5.5 The result of applying the groupBy function

返回类型是：Map<Int, List<Person>>

看另外一个例子，通过String的首字符进行分组：

val list = listOf("a", "ab", "b")
println(list.groupBy(String::first))

输出：
{a=[a, ab], b=[b]}

flatMap和flatten：处理嵌套的Collections中的元素

flatMap主要做了两件事情：

  1. 将Collection中的每一个元素应用function argument指定的函数，转换成一个list，这一步称之为map；
  2. 将这些lists压缩成一个list，这一步称之为flatten。

举例：

class Book(val title: String, val authors: List<String>)

fun main() {
    val strings = listOf("abc", "def")
    println(strings.flatMap { it.toList() }) //[a, b, c, d, e, f]

    val books = listOf(
        Book("Thursday Next", listOf("Jasper Fforde")),
        Book("Mort", listOf("Terry Pratchett")),
        Book("Good Omens", listOf("Terry Pratchett", "Neil Gaiman"))
    )

    println(books.flatMap { it.authors }) //[Jasper Fforde, Terry Pratchett, Terry Pratchett, Neil Gaiman]
}

如图：


flatMap
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