Kotlin 作用域函数 [Scope Function](上)
前言
Kotlin 中的作用域函数是标准库中包含的几个常用函数,let、run、with、apply 以及 also。从本篇起来介绍一下 Kotlin 中的作用域函数,分上下两篇。上篇会说明几个常见作用域函数,分析一下 run 函数,以及对比一下 Java 中没有作用域函数情况。
概览
1. 常见的四个作用域函数
学习 Kotlin 肯定会碰到 run/let/apply/also 这四个函数,它们是 Kotlin 标准库中的几个常用函数,作用在对象上时,执行给定的 block 代码块。形成一个临时作用域,在这个作用域中,可以访问该对象而无需名称,也被称为作用域函数(scope functions)
下面表格展示常用几个作用域函数的对比,根据表格在业务场景选择合适作用域函数。
根据预期目的选择合适作用域函数的指南:
对一个非空(non-null)对象执行 lambda 表达式:
let
将表达式作为变量引入为局部作用域中:
let
对象配置:
apply
对象配置并且计算结果:
run
在需要表达式的地方运行语句:非扩展的
run
附加效果:
also
2. run 方法使用
在项目中,有以下一段代码:
Kotlin 等效代码为:
使用 Kotlin 的 run
方法:
run 调用是一种函数调用的特殊写法,即当 lambda 作为函数的最后一个参数时,可以写在函数括号外部,也就是说
object.run { }
和object.run({ })
是等价的。这种代码写起来看起来都更简洁。run
的功能很简单,主要做两件事:
把 lambda 内部的
this
改成了对应调用对象;run 函数会返回 lambda 表达式的返回值。
run
方法达到以下三个效果:因
this
的变化,不再需要重复的输入变量,和链式调用异曲同工;把可空对象转换为了非空对象,因为
run
方法是?.
调用,player
不为空才会执行。考虑到并发,Kotlin 要求每次调用可空属性时要进行判空。使用run
方法等效于先把可空属性用临时变量持有再使用,这样就消除了并发竞争的影响。在一个函数里声明的这个一个小“代码块“,表示和其他无关的代码隔离,实现了函数内部的高内聚。可以增加代码的可读性,让人一看就明白:“这是针对此对象的一系列操作,函数里关于此对象的使用只需要关注这个代码块即可”。
第 3 点是非常棒的,这样不仅是提高开发效率,更是引导开发者写出好维护的代码。在写 Java 代码时,很容易不自觉的写出某个对象在函数头操作一下,隔几行调用一下,隔几行又操作一下的代码。阅读者很容易误以为这些代码之间有着顺序上的耦合,从而继续按照这个“隐含的规则“来维护代码。却不知当时的开发者只是想到哪写到哪,实际并不存在这样的隐含关系。使用 run
可以在函数内部快速建立起一个个代码块,让函数拥有更清晰的结构,又不用花费很大精力维护代码逻辑。
3. run 函数代码分析
run
源码如下:
从上面函数源码看,涉及的基本都是编译器相关的。包含了泛型,inline,类扩展 lambda(T.() -> R
),contract 4 个概念。
inline,表示内联函数,在编译期调用这个函数的地方会被替换为函数包含的代码。
inline 的好处是调用该方法不再有调用方法的性能消耗,即不会跳转和产生栈帧;弊端是可能会使二进制文件体积增大,尤其是函数代码量大的时候。所以 inline 适合用在代码量小的函数,run
就很符合这个条件。可以得出结论:编译器编译时会把 inline 函数内联到实际调用位置,所以使用 run
方法时不会有方法调用的性能损耗。
而 @kotlin.internal.InlineOnly
,实际效果为对 Java 不可见(private),因为 Java 不支持 inline。对 Java 不可见后,这个 inline 方法则可以不在字节码里存在,因为调用的地方全部都内联了。
Java 虽没有内联函数,但 JVM 是有内联优化的,只是这个优化无法精确控制。
类扩展 lambda(关键字 lambda with class extension),即入参的声明 T.() -> R
。扩展 lambda 可以理解为给类扩展一个 lambda 函数。它的效果和扩展方法一样,在 扩展 lambda 作用域内,以对象作为 this
来操作这个对象。
contract 契约,指的是代码和 Kotlin 编译器的契约。举一个例子,对局部变量增加了如果为空则 return 的逻辑,Kotlin 编译器便可以智能的识别出 return 之后的局部变量一定不为空,局部变量的类型会退化为非空类型。但如果把是否为空的代码封装进一个扩展方法如 Any?.isNotNull()
里,那么编译器就无法识别 return 后面的代码局部变量是否为空,事实上这个局部变量依然是可空类型。
这里可以声明一个 contract,告知编译器如果Any?.isNotNull()
返回了 true,则表示对象非空。这样在代码里执行了 isNotNull()
方法之后,return 后面的代码,局部变量也能正确退化为非空类型。具体例子我们可以看官方 Collections.kt 的 Collection<T>.isNullOrEmpty()
。
4. Java 没有作用域函数
作用域函数需要类扩展和内联这两个特点,才能最大化体现其价值。没有类扩展,this
的切换需要通过继承或者匿名类来实现,做不到通用;
像 let
这种不需要切换 this
的作用域函数,因为没有类扩展能力而为了追求通用性,也只能通过静态工具类来实现,效果是打折扣的。
Java 是没有内联的,虽有 JVM 内联优化支撑,但内联优化只对 final 且调用次数数量级较大的方法有效。如果像 Kotlin 这样规模化的使用作用域函数,对性能是有不可忽视的影响的。
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【子不语Any】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/4d2f4ae70afa421ef4f717810】。文章转载请联系作者。
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