函数

函数

Kotlin 函数使用 fun 关键字声明：

fun double(x: Int): Int {
    return 2 * x
}

函数用法

使用常规方式来调用函数：

val result = double(2)

调用成员函数使用点表示法：

Stream().read() // 创建类 Stream 实例并调用 read()

参数

函数参数使用 Pascal 表示法定义——name: type。参数用逗号隔开，每个参数必须有显式类型：

fun powerOf(number: Int, exponent: Int): Int { /*……*/ }

在声明函数参数的时候，你也可以使用尾部逗号：

fun powerOf(
    number: Int,
    exponent: Int, // 尾部逗号
) { /*……*/ }

默认参数

函数参数可以有默认值，当省略相应的参数时使用默认值。这可以减少重载数量：

fun read(
    b: ByteArray,
    off: Int = 0,
    len: Int = b.size,
) { /*……*/ }

通过在类型的后面添加 = 符号来设置参数的默认值。

覆盖方法总是使用与基类型方法相同的默认参数值。当覆盖一个有默认参数值的方法时，必须从签名中省略默认参数值：

open class A {
    open fun foo(i: Int = 10) { /*……*/ }
}
class B : A() {
    override fun foo(i: Int) { /*……*/ }  // 不能有默认值
}

如果一个有默认值参数在一个无默认值的参数之前，那么该默认值只能通过使用具名参数调用该函数来使用：

fun foo(
    bar: Int = 0,
    baz: Int,
) { /*……*/ }
foo(baz = 1) // 使用默认值 bar = 0

如果在默认参数之后的最后一个参数是 lambda 表达式，那么它既可以作为具名参数在括号内传入，也可以在括号外传入：

fun foo(
    bar: Int = 0,
    baz: Int = 1,
    qux: () -> Unit,
) { /*……*/ }
foo(1) { println("hello") }     // 使用默认值 baz = 1
foo(qux = { println("hello") }) // 使用两个默认值 bar = 0 与 baz = 1
foo { println("hello") }        // 使用两个默认值 bar = 0 与 baz = 1

具名参数

在调用函数的时候可以指明一个或多个参数，这对于包含多个参数的函数是十分有帮助的，尤其是在传入 null 或者布尔值的情况下很难联想到参数的含义。

在调用函数的过程中使用具名参数时，你可以随意修改参数的顺序。如果想要使用某些参数的默认值，只需要在传参的时候省略掉这些参数即可。

以 reformat() 函数为例，该函数包含 4 个有默认值的参数。

fun reformat(
    str: String,
    normalizeCase: Boolean = true,
    upperCaseFirstLetter: Boolean = true,
    divideByCamelHumps: Boolean = false,
    wordSeparator: Char = ' ',
) { /*……*/ }

当调用这个函数时，不需要让其所有参数都具名：

reformat(
    "String!",
    false,
    upperCaseFirstLetter = false,
    divideByCamelHumps = true,
    '_'
)

你也可以省略所有有默认值的参数：

reformat("This is a long String!")

除了省略掉所有有默认值的参数，你也可以选择只省略某些特定的有默认值的参数。但是你需要在跳过第一个参数后，对后续的所有参数都使用具名参数：

reformat("This is a short String!", upperCaseFirstLetter = false, wordSeparator = '_')

可以通过具名参数和展开操作符来传入可变参数（vararg）：

fun foo(vararg strings: String) { /*……*/ }
foo(strings = *arrayOf("a", "b", "c"))

在 JVM 平台中调用 Java 函数时不能使用具名参数语法，因为 Java 字节码并不总是保留函数参数的名称。

返回 Unit 的函数

如果一个函数并不返回有用的值，其返回类型是 Unit。Unit 是一种只有一个值——Unit 的类型。这个值不需要显式返回：

fun printHello(name: String?): Unit {
    if (name != null)
        println("Hello $name")
    else
        println("Hi there!")
    // `return Unit` 或者 `return` 是可选的
}

Unit 返回类型声明也是可选的。上面的代码等同于：

fun printHello(name: String?) { …… }

单表达式函数

当函数体由单个表达式构成时，可以省略花括号并且在 = 符号之后指定代码体即可：

fun double(x: Int): Int = x * 2

当返回值类型可由编译器推断时，显式声明返回类型是可选的：

fun double(x: Int) = x * 2

显式返回类型

具有块代码体的函数必须始终显式指定返回类型，除非他们旨在返回 Unit，在这种情况下指定返回值类型是可选的。

Kotlin 不推断具有块代码体的函数的返回类型，因为这样的函数在代码体中可能有复杂的控制流，并且返回类型对于读者（有时甚至对于编译器）是不明显的。

可变数量的参数（varargs）

函数的参数（通常是最后一个）可以用 vararg 修饰符标记：

fun <T> asList(vararg ts: T): List<T> {
    val result = ArrayList<T>()
    for (t in ts) // ts 是一个数组
        result.add(t)
    return result
}

在本例中，可以将可变数量的参数传递给函数：

val list = asList(1, 2, 3)

在函数内部，类型 T 的 vararg 参数的可见方式是作为 T 数组，如上例中的 ts 变量具有类型 Array <out T>。

只有一个参数可以标注为 vararg。如果 vararg 参数不是列表中的最后一个参数，可以使用具名参数语法传递其后的参数的值，或者，如果参数具有函数类型，则通过在括号外部传一个 lambda。

当调用 vararg-函数时，可以逐个传参，例如 asList(1, 2, 3)。如果已经有一个数组并希望将其内容传给该函数，那么使用展开操作符（在数组前面加 *）：

val a = arrayOf(1, 2, 3)
val list = asList(-1, 0, *a, 4)

如果你想传入一个原生类型数组到 vararg 中，你需要先通过 toTypedArray() 函数将其转换为常规的类型化数组：

val a = intArrayOf(1, 2, 3) // IntArray 是一种原生类型数组
val list = asList(-1, 0, *a.toTypedArray(), 4)

中缀表示法

标有 infix 关键字的函数也可以使用中缀表示法（忽略该调用的点与圆括号）调用。中缀函数必须满足以下要求：

它们必须是成员函数或扩展函数。
它们必须只有一个参数。
其参数不得接受可变数量的参数且不能有默认值。

infix fun Int.shl(x: Int): Int { …… }
// 用中缀表示法调用该函数
1 shl 2
// 等同于这样
1.shl(2)

中缀函数调用的优先级低于算术操作符、类型转换以及 rangeTo 操作符。以下表达式是等价的：

1 shl 2 + 3 等价于 1 shl (2 + 3)
0 until n * 2 等价于 0 until (n * 2)
xs union ys as Set<*> 等价于 xs union (ys as Set<*>)

另一方面，中缀函数调用的优先级高于布尔操作符 && 与 ||、is- 与 in- 检测以及其他一些操作符。这些表达式也是等价的：

a && b xor c 等价于 a && (b xor c)
a xor b in c 等价于 (a xor b) in c

请注意，中缀函数总是要求指定接收者与参数。当使用中缀表示法在当前接收者上调用方法时，需要显式使用 this。这是确保非模糊解析所必需的。

class MyStringCollection {
    infix fun add(s: String) { /*……*/ }
    fun build() {
        this add "abc"   // 正确
        add("abc")       // 正确
        //add "abc"        // 错误：必须指定接收者
    }
}

函数作用域

Kotlin 函数可以在文件顶层声明，这意味着你不需要像一些语言如 Java、C# 与 Scala (在 Scala 3 之后新增了顶层作用域的支持) 那样需要创建一个类来保存一个函数。此外除了顶层函数，Kotlin 中函数也可以声明在局部作用域、作为成员函数以及扩展函数。

局部函数

Kotlin 支持局部函数，即一个函数在另一个函数内部：

fun dfs(graph: Graph) {
    fun dfs(current: Vertex, visited: MutableSet<Vertex>) {
        if (!visited.add(current)) return
        for (v in current.neighbors)
            dfs(v, visited)
    }
    dfs(graph.vertices[0], HashSet())
}

局部函数可以访问外部函数（闭包）的局部变量。在上例中，visited 可以是局部变量：

fun dfs(graph: Graph) {
    val visited = HashSet<Vertex>()
    fun dfs(current: Vertex) {
        if (!visited.add(current)) return
        for (v in current.neighbors)
            dfs(v)
    }
    dfs(graph.vertices[0])
}

成员函数

成员函数是在类或对象内部定义的函数：

class Sample {
    fun foo() { print("Foo") }
}

成员函数以点表示法调用：

Sample().foo() // 创建类 Sample 实例并调用 foo

关于类和覆盖成员的更多信息参见类和继承。

泛型函数

函数可以有泛型参数，通过在函数名前使用尖括号指定：

fun <T> singletonList(item: T): List<T> { /*……*/ }

关于泛型函数的更多信息，请参见泛型。

尾递归函数

Kotlin 支持一种称为尾递归的函数式编程风格。对于某些使用循环的算法，可以使用尾递归替代而不会有堆栈溢出的风险。当一个函数用 tailrec 修饰符标记并满足所需的形式条件时，编译器会优化该递归，留下一个快速而高效的基于循环的版本：

val eps = 1E-10 // "good enough", could be 10^-15
tailrec fun findFixPoint(x: Double = 1.0): Double =
    if (Math.abs(x - Math.cos(x)) < eps) x else findFixPoint(Math.cos(x))

这段代码计算余弦的不动点（fixpoint of cosine），这是一个数学常数。它只是重复地从 1.0 开始调用 Math.cos，直到结果不再改变，对于这里指定的 eps 精度会产生 0.7390851332151611 的结果。最终代码相当于这种更传统风格的代码：

val eps = 1E-10 // "good enough", could be 10^-15
private fun findFixPoint(): Double {
    var x = 1.0
    while (true) {
        val y = Math.cos(x)
        if (Math.abs(x - y) < eps) return x
        x = Math.cos(x)
    }
}

要符合 tailrec 修饰符的条件的话，函数必须将其自身调用作为它执行的最后一个操作。在递归调用后有更多代码时，不能使用尾递归，不能用在 try/catch/finally 块中，也不能用于 open 的函数。目前在 Kotlin for the JVM 与 Kotlin/Native 中支持尾递归。

另见：