[移动开发]Kotlin-编程核心基石—高阶函数，Android开发面试解答之Handler

2. 为什么要引入 Lambda 和 高阶函数？

刚接触到高阶函数和 Lambda 的时候，我就一直有个疑问：为什么要引入 Lambda 和 高阶函数？这个问题，官方文档里没有解答，因此我只能自己去寻找。

2-1 Lambda 和 高阶函数解决了什么问题？

这个问题站在语言的设计者角度会更明了，让我们看个实际的例子，这是 Android 中的 View 定义，我省略了大部分代码：

// View.java
private OnClickListener mOnClickListener;
private OnContextClickListener mOnContextClickListener;

// 监听手指点击事件
public void setOnClickListener(OnClickListener l) {
mOnClickListener = l;
}

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

// 监听鼠标点击事件
public void setOnContextClickListener(OnContextClickListener l) {
g

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etListenerInfo().mOnContextClickListener = l;
}

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

Android 中设置点击事件和鼠标点击事件，分别是这样写的：

// 设置手指点击事件
image.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
gotoPreview();
}
});

// 设置鼠标点击事件
image.setOnContextClickListener(new View.OnContextClickListener() {
@Override
public void onContextClick(View v) {
gotoPreview();
}
});

请问各位小伙伴有没有觉得这样的代码很啰嗦？

现在我们假装自己是语言设计者，让我们先看看上面的代码存在哪些问题：

• 定义方：每增加一个方法，就要新增一个接口：OnClickListener，OnContextClickListener
• 调用方：需要写一堆的匿名内部类，啰嗦，繁琐，毫无重点

仔细看上面的代码，开发者关心的其实只有一行代码：

gotoPreview();

如果将其中的核心逻辑抽出来，这样子才是最简明的：

image.setOnClickListener { gotoPreview() }
image.setOnContextClickListener { gotoPreview() }

Kotlin 语言的设计者是怎么做的？是这样：

• 用函数类型替代接口定义
• 用 Lambda 表达式作为函数参数

与上面 View.java 的等价 Kotlin 代码如下：

//View.kt
var mOnClickListener: ((View) -> Unit)? = null
var mOnContextClickListener: ((View) -> Unit)? = null

fun setOnClickListener(l: (View) -> Unit) {
mOnClickListener = l;
}

fun setOnContextClickListener(l: (View) -> Unit) {
mOnContextClickListener = l;
}

以上做法有以下的好处：

• 定义方：减少了两个接口类的定义
• 调用方：代码更加简明

细心的小伙伴可能已经发现了一个问题：Android 并没有提供 View.java 的 Kotlin 实现，为什么我们 Demo 里面可以用 Lambda 来简化事件监听？

// 在实际开发中，我们经常使用这种简化方式
setOnClickListener { gotoPreview() }

原因是这样的：由于 OnClickListener 符合 SAM 转换的要求，因此编译器自动帮我们做了一层转换，让我们可以用 Lambda 表达式来简化我们的函数调用。

那么，SAM 又是个什么鬼？

2-2 SAM 转换(Single Abstract Method Conversions)

SAM(Single Abstract Method)，顾名思义，就是：只有一个抽象方法的类或者接口，但在 Kotlin 和 Java8 里，SAM 代表着：只有一个抽象方法的接口。符合 SAM 要求的接口，编译器就能进行 SAM 转换：让我们可以用 Lambda 表达式来简写接口类的参数。

注：Java8 中的 SAM 有明确的名称叫做：函数式接口(FunctionalInterface)。

FunctionalInterface 的限制如下，缺一不可：

• 必须是接口，抽象类不行
• 该接口有且仅有一个抽象的方法，抽象方法个数必须是1，默认实现的方法可以有多个。

也就是说，对于 View.java 来说，它虽然是 Java 代码，但 Kotlin 编译器知道它的参数 OnClickListener 符合 SAM 转换的条件，所以会自动做以下转换：

转换前：

public void setOnClickListener(OnClickListener l)

转换后：

fun setOnClickListener(l: (View) -> Unit)
// 实际上是这样：
fun setOnClickListener(l: ((View!) -> Unit)?)

((View!) -> Unit)?代表，这个参数可能为空。

2-3 Lambda 表达式引发的8种写法

当 Lambda 表达式作为函数参数的时候，有些情形下是可以简写的，这时候可以让我们的代码看起来更简洁。然而，大部分初学者对此也比较头疼，同样的代码，能有 8 种不同的写法，确实也挺懵的。

要理解 Lambda 表达式的简写逻辑，其实很简单，那就是：多写。

各位小伙伴可以跟着我接下来的流程来一起写一写：

2-3-1 第1种写法

这是原始代码，它的本质是用 object 关键字定义了一个匿名内部类：

image.setOnClickListener(object: View.OnClickListener {
override fun onClick(v: View?) {
gotoPreview(v)
}
})

2-3-2 第2种写法

如果我们删掉 object 关键字，它就是 Lambda 表达式了，因此它里面 override 的方法也要跟着删掉：

image.setOnClickListener(View.OnClickListener { view: View? ->
gotoPreview(view)
})

上面的 View.OnClickListener 被称为： SAM Constructor—— SAM 构造器，它是编译器为我们生成的。Kotlin 允许我们通过这种方式来定义 Lambda 表达式。

思考题：

这时候，View.OnClickListener {} 在语义上是 Lambda 表达式，但在语法层面还是匿名内部类。这句话对不对？

2-3-3 第3种写法

由于 Kotlin 的 Lambda 表达式是不需要 SAM Constructor的，所以它也可以被删掉。

image.setOnClickListener({ view: View? ->
gotoPreview(view)
})

2-3-4 第4种写法

由于 Kotlin 支持类型推导，所以 View? 可以被删掉：

image.setOnClickListener({ view ->
gotoPreview(view)
})

2-3-5 第5种写法

当 Kotlin Lambda 表达式只有一个参数的时候，它可以被写成 it。

image.setOnClickListener({ it ->
gotoPreview(it)
})

2-3-6 第6种写法

Kotlin Lambda 的 it 是可以被省略的：

image.setOnClickListener({
gotoPreview(it)
})

2-3-7 第7种写法

当 Kotlin Lambda 作为函数的最后一个参数时，Lambda 可以被挪到外面：

image.setOnClickListener() {
gotoPreview(it)
}

2-3-8 第8种写法

当 Kotlin 只有一个 Lambda 作为函数参数时，() 可以被省略：

image.setOnClickListener {
gotoPreview(it)
}

按照这个流程，在 IDE 里多写几遍，你自然就会理解了。一定要写，看文章是记不住的。

2-4 函数类型，高阶函数，Lambda表达式三者之间的关系

• 将函数的参数类型和返回值类型抽象出来后，就得到了函数类型。(View) -> Unit 就代表了参数类型是 View 返回值类型为 Unit 的函数类型。
• 如果一个函数的参数或者返回值的类型是函数类型，那这个函数就是高阶函数。很明显，我们刚刚就写了一个高阶函数，只是它比较简单而已。
• Lambda 就是函数的一种简写

一张图看懂：函数类型，高阶函数，Lambda表达式三者之间的关系：

回过头再看官方文档提供的例子：

fun <T, R> Collection.fold(
initial: R,
combine: (acc: R, nextElement: T) -> R
): R {
var accumulator: R = initial
for (element: T in this) {
accumulator = combine(accumulator, element)
}
return accumulator
}

看看这个函数类型：(acc: R, nextElement: T) -> R，是不是瞬间就懂了呢？这个函数接收两个参数，第一个参数类型是R，第二个参数是T，函数的返回类型是R。

3. 带接收者(Receiver)的函数类型：A.(B，C) -> D

说实话，这个名字也对初学者不太友好：带接收者的函数类型(Function Types With Receiver)，这里面的每一个字(单词)我都认识，但单凭这么点信息，初学者真的很难理解它的本质。

还是绕不开一个问题：为什么？

3-1 为什么要引入：带接收者的函数类型？

我们在上一章节中提到过，用 apply 来简化逻辑，我们是这样写的：

修改前：

if (user != null) {
…
username.text = user.name
website.text = user.blog
image.setOnClickListener { gotoImagePreviewActivity(user) }
}

修改后：

user?.apply {
…
username.text = name
website.text = blog
image.setOnClickListener { gotoImagePreviewActivity(this) }
}

请问：这个 apply 方法应该怎么实现？

上面的写法其实是简化后的 Lambda 表达式，让我们来反推，看看它简化前是什么样的：

// apply 肯定是个函数，所以有 ()，只是被省略了
user?.apply() {
…
}

// Lambda 肯定是在 () 里面
user?.apply({ … })

// 由于 gotoImagePreviewActivity(this) 里的 this 代表了 user
// 所以 user 应该是 apply 函数的一个参数，而且参数名为：this
user?.apply({ this: User -> … })

所以，现在问题非常明确了，apply 其实接收一个 Lambda 表达式：{ this: User -> ... }。让我们尝试来实现这个 apply 方法：

fun User.apply(block: (self: User) -> Unit): User{
block(self)
return this
}

user?.apply { self: User ->
…
username.text = self.name
website.text = self.blog
image.setOnClickListener { gotoImagePreviewActivity(this) }
}

由于 Kotlin 里面的函数形参是不允许被命名为 this 的，因此我这里用的 self，我们自己写出来的 apply 仍然还要通过 self.name 这样的方式来访问成员变量，但 Kotlin 的语言设计者能做到这样：

// 改为 this
// ↓
fun User.apply(block: (this: User) -> Unit): User{
// 这里还要传参数
// ↓
block(this)
return this
}

user?.apply { this: User ->
…
// this 可以省略
// ↓
username.text = this.name
website.text = blog
image.setOnClickListener { gotoImagePreviewActivity(this) }
}

从上面的例子能看到，我们反推的 apply 实现比较繁琐，需要我们自己调用：block(this)，因此 Kotlin 引入了带接收者的函数类型，可以简化 apply 的定义：

// 带接收者的函数类型
// ↓
fun User.apply(block: User.() -> Unit): User{
// 不用再传this
// ↓
block()
return this
}

user?.apply { this: User ->
…
username.text = this.name
website.text = this.blog
image.setOnClickListener { gotoImagePreviewActivity(this) }
}

现在，关键来了。上面的 apply 方法是不是看起来就像是在 User 里增加了一个成员方法 apply()？

class User() {
val name: String = “”
val blog: String = “”

fun apply() {
// 成员方法可以通过 this 访问成员变量
username.text = this.name
website.text = this.blog
image.setOnClickListener { gotoImagePreviewActivity(this) }
}
}

所以，从外表上看，带接收者的函数类型，就等价于成员方法。但从本质上讲，它仍是通过编译器注入 this 来实现的。

一张图总结：

思考题2:

带接收者的函数类型，是否也能代表扩展函数？

思考题3:

请问：A.(B，C) -> D 代表了一个什么样的函数？

4. HTML Kotlin DSL 实战

官方文档在高阶函数的章节里提到了：用高阶函数来实现 类型安全的 HTML 构建器。官方文档的例子比较复杂，让我们来写一个简化版的练练手吧。

4-1 效果展示：

val htmlContent = html {
head {
title { “Kotlin Jetpack In Action” }
}
body {
h1 { “Kotlin Jetpack In Action”}
p { “-----------------------------------------” }
p { “A super-simple project demonstrating how to use Kotlin and Jetpack step by step.” }
p { “-----------------------------------------” }
p { “I made this project as simple as possible,” +
" so that we can focus on how to use Kotlin and Jetpack" +
" rather than understanding business logic." }
p {“We will rewrite it from “Java + MVC” to” +
" “Kotlin + Coroutines + Jetpack + Clean MVVM”," +
" line by line, commit by commit."}
p { “-----------------------------------------” }
p { “ScreenShot:” }
img(src = “https://user-gold-cdn.xitu.io/2020/6/15/172b55ce7bf25419?imageslim”,
alt = “Kotlin Jetpack In Action”)
}
}.toString()

println(htmlContent)

以上代码输出的内容是这样的：

Kotlin Jetpack In Action

-----------------------------------------

A super-simple project demonstrating how to use Kotlin and Jetpack step by step.

-----------------------------------------

I made this project as simple as possible, so that we can focus on how to use Kotlin and Jetpack rather than understanding business logic.

We will rewrite it from "Java + MVC" to "Kotlin + Coroutines + Jetpack + Clean MVVM", line by line, commit by commit.

-----------------------------------------

ScreenShot:

4-2 HTML Kotlin DSL 实现

4-2-1 定义节点元素的接口

interface Element {
// 每个节点都需要实现 render 方法
fun render(builder: StringBuilder, indent: String): String
}

所有的 HTML 节点都要实现 Element 接口，并且在 render 方法里实现 HTML 代码的拼接：<title> Kotlin Jetpack In Action </title>

4-2-2 定义基础类

/**

• 每个节点都有 name，content:
  */
  open class BaseElement(val name: String, val content: String = “”) : Element {
  // 每个节点，都会有很多子节点
  val children = ArrayList()
  // 存放节点参数：，里面的 src，alt
  val hashMap = HashMap<String, String>()

/**

• 拼接 Html:
  */
  override fun render(builder: StringBuilder, indent: String): String {
  builder.append(“$indent<$name>\n”)
  if (content.isNotBlank()) {
  builder.append(" $indent$content\n")
  }
  children.forEach {
  it.render(builder, “KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 12: indent ") }? builder.append…indent</$name>\n”)
  return builder.toString()
  }
  }

4-2-3 定义各个子节点：

// 这是 HTML 最外层的标签:
class HTML : BaseElement(“html”) {
fun head(block: Head.() -> Unit): Head {
val head = Head()
head.block()
this.children += head
return head
}

fun body(block: Body.() -> Unit): Body {
val body = Body()
StringBuilder, indent: String): String {
builder.append(“$indent<$name>\n”)
if (content.isNotBlank()) {
builder.append(" $indent$content\n")
}
children.forEach {
it.render(builder, “KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '}' at position 12: indent ") }? builder.append…indent</$name>\n”)
return builder.toString()
}
}

4-2-3 定义各个子节点：

// 这是 HTML 最外层的标签:
class HTML : BaseElement(“html”) {
fun head(block: Head.() -> Unit): Head {
val head = Head()
head.block()
this.children += head
return head
}

fun body(block: Body.() -> Unit): Body {
val body = Body()