Kotlin 函数声明与闭包

前言

本文介绍闭包。闭包其实不算是新东西了，Kotlin 就基本没有多少新东西，甚至可以说新型编程语言基本都没有新东西。是把先前编程语言好用的特性组装起来，再加一部分拓展。

本文大纲

1. 闭包介绍

首次接触 闭包 应该是在 JavaScript 上，有函数为“一等公民”特性的编程语言都有这个概念。函数是“一等公民”的意思是，函数跟变量一样，是某种类型的实例，可以被赋值，可以被引用。函数还可以被调用。变量类型是某个声明的类，函数类型就是规定了入参个数，类型和返回值类型（不规定名字。函数名就和变量名一样，任意定义但要符合规则）。

如要声明 Kotlin 一个函数类型，入参是两个整数，出参是一个整数，那应该这样写：val add: (Int, Int) -> Int。箭头左边括号内表示入参，括号不可省略。箭头右边表示返回值。

wiki上闭包的概念是：引用了自由变量的函数，这个被引用的自由变量将和这个函数一同存在。从定义来说，对闭包的理解，是基于普通函数之上的。一般的函数，能处理的只有入参和全局变量，然后返回一个结果。闭包比普通函数功能更强，可以获取当前上下文的局部变量。当然了，捕获局部变量的前提是可以在局部环境里声明一个函数，这只有把函数当作“一等公民”才可以做到。

2. 闭包与匿名类比较

在 Java 中，匿名类其实就是代替闭包而存在的。不过 Java 严格要求所有函数都需要在类里面，所以巧妙的把“声明一个函数”这样的行为变成了“声明一个接口”或“重写一个方法”。匿名类也可以获取当前上下文的 final 局部变量。和闭包不一样的是，匿名类无法修改获取的局部变量 final 不可修改

匿名类能引用 final 局部变量，是因为在编译阶段，会把该局部变量作为匿名类的构造参数传入。

Java8 lambda 是进一步接近闭包的特性，lambda 的 JVM 实现是类似函数指针的东西。但 Java7 中的 lambda 语法糖兼容不算是真正的 lambda，只是简化了匿名类的书写。

3. 闭包使用

来看一个闭包的例子：

fun returnFun(): () -> Int {    var count = 0    return { count++ }}
fun main() {    val function = returnFun()    val function2 = returnFun()    println(function()) // 0    println(function()) // 1    println(function()) // 2        println(function2()) // 0    println(function2()) // 1    println(function2()) // 2}

分析上面的代码，returnFun返回了一个函数，这个函数没有入参，返回值是Int。可以用变量接收它，还可以调用它。function和function2分别是创建的两个函数实例。

可以看到，每调用一次function()，count都会加一，说明count 被function持有了而且可以被修改。而function2和function的count是独立的，不是共享的。

而通过 jadx 反编译可以看到：

public final class ClosureKt {    @NotNull    public static final Function0<Integer> returnFun() {        IntRef intRef = new IntRef();        intRef.element = 0;        return (Function0) new 1<>(intRef);    }
    public static final void main() {        Function0 function = returnFun();        Function0 function2 = returnFun();        System.out.println(((Number) function.invoke()).intValue());        System.out.println(((Number) function.invoke()).intValue());        System.out.println(((Number) function2.invoke()).intValue());        System.out.println(((Number) function2.invoke()).intValue());    }}

被闭包引用的 int 局部变量，会被封装成 IntRef 这个类。 IntRef 里面保存着 int 变量，原函数和闭包都可以通过 intRef 来读写 int 变量。Kotlin 正是通过这种办法使得局部变量可修改。除了 IntRef，还有 LongRef，FloatRef 等，如果是非基础类型，就统一用 ObjectRef 即可。Ref 家族源码：Ref.java

在 Java 中，如果想要匿名类来操作外部变量，一般做法是把这个变量放入一个 final 数组中。这和 Kotlin 的做法本质上是一样的，即通过持有该变量的引用来使得两个类可以修改同一个变量。

4. 总结

根据上面示例分析，可以总结出：

• 闭包不算是新东西，是把函数作为“一等公民”的编程语言的特性；

• 匿名类是 Java 世界里的闭包，但有局限性，即只能读 final 变量，不能写任何变量；

• Kotlin 的闭包可以获取上下文的局部变量，并可以修改它。实现办法是 Kotlin 编译器给引用的局部变量封装了一层引用。