Kotlin函数定义

Kotlin函数定义

Kotlin函数是执行特定任务的代码块，可以接收输入参数并返回结果。函数是Kotlin语言的核心组成部分，支持多种定义方式和高级特性。

基本语法

Kotlin使用fun关键字定义函数，基本结构如下：

fun functionName(parameters: ParameterType): ReturnType {
    // 函数体
    return result
}

无参数函数示例

fun greet(): String {
    return "Hello, World!"
}

fun main() {
    println(greet())  // 输出: Hello, World!
}

带参数函数示例

fun add(a: Int, b: Int): Int {
    return a + b
}

fun main() {
    println(add(5, 3))  // 输出: 8
}

函数组件详解

1. 参数

Kotlin支持：

• 默认参数
• 命名参数
• 可变参数

fun printInfo(name: String, age: Int = 25, vararg hobbies: String) {
    println("Name: $name, Age: $age")
    hobbies.forEach { println("Hobby: $it") }
}

fun main() {
    printInfo("Alice")  // 使用默认age
    printInfo("Bob", 30, "Reading", "Swimming")  // 传递可变参数
    printInfo(name = "Charlie", age = 28)  // 命名参数
}

2. 返回类型

• 显式声明：: ReturnType
• 类型推断：单表达式函数可省略返回类型

// 显式声明
fun square(x: Int): Int {
    return x * x
}

// 类型推断
fun cube(x: Int) = x * x * x

函数类型

Kotlin函数可分为以下几类：

pie title Kotlin函数类型分布 "成员函数" : 35 "顶层函数" : 30 "局部函数" : 15 "扩展函数" : 20

1. 成员函数

定义在类或对象内部：

class Calculator {
    fun add(a: Int, b: Int): Int = a + b
}

2. 顶层函数

直接定义在文件中：

// 文件: MathUtils.kt
fun factorial(n: Int): Long {
    return if (n <= 1) 1 else n * factorial(n - 1)
}

3. 局部函数

在另一个函数内部定义：

fun outerFunction() {
    fun innerFunction() {
        println("内部函数")
    }
    innerFunction()
}

4. 扩展函数

为现有类添加新功能：

fun String.addExclamation(): String = "$this!"

fun main() {
    println("Hello".addExclamation())  // 输出: Hello!
}

高级特性

1. 高阶函数

接收函数作为参数或返回函数：

fun calculate(x: Int, y: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int {
    return operation(x, y)
}

fun main() {
    val result = calculate(10, 5) { a, b -> a * b }
    println(result)  // 输出: 50
}

2. Lambda表达式

匿名函数的简洁写法：

val sum = { x: Int, y: Int -> x + y }
println(sum(2, 3))  // 输出: 5

3. 中缀表示法

适用于单参数成员函数或扩展函数：

infix fun Int.times(str: String) = str.repeat(this)

fun main() {
    println(2 times "Bye ")  // 输出: Bye Bye 
}

数学函数示例

计算两点间距离的函数： $distance=\sqrt{(x2-x1{)}^2+(y2-y1{)}^2}$

Kotlin实现：

import kotlin.math.sqrt
import kotlin.math.pow

fun distance(x1: Double, y1: Double, x2: Double, y2: Double): Double {
    return sqrt((x2 - x1).pow(2) + (y2 - y1).pow(2))
}

fun main() {
    println(distance(0.0, 0.0, 3.0, 4.0))  // 输出: 5.0
}

实际应用案例

电商系统价格计算函数：

fun calculateTotal(
    basePrice: Double,
    discount: Double = 0.0,
    taxRate: Double = 0.1,
    applyCoupon: (Double) -> Double = { it }
): Double {
    val discounted = basePrice * (1 - discount)
    val couponApplied = applyCoupon(discounted)
    return couponApplied * (1 + taxRate)
}

fun main() {
    val total = calculateTotal(100.0, 0.2) { price ->
        if (price > 50) price - 10 else price
    }
    println("总价: $$total")  // 输出示例: 总价: $99.0
}

最佳实践

1. 使用描述性函数名 2. 保持函数简短（建议不超过20行） 3. 遵循单一职责原则 4. 合理使用默认参数减少重载 5. 对于复杂逻辑，考虑分解为多个小函数

常见错误

• 忘记返回类型（非单表达式函数）
• 参数类型不匹配
• 混淆Unit与空返回
• 可变参数位置错误（必须是最后一个参数）

// 错误示例
fun problematic(a: Int, vararg b: String, c: Double) { ... }  // 编译错误

性能考虑

• 内联函数（inline）适合高阶函数，可减少运行时开销
• 避免在循环中创建大量临时lambda
• 尾递归函数（tailrec）优化递归性能

tailrec fun factorial(n: Int, acc: Long = 1): Long {
    return if (n <= 1) acc else factorial(n - 1, n * acc)
}

总结

Kotlin函数提供了强大而灵活的方式来组织代码，从简单的工具函数到复杂的高阶函数，支持多种编程范式。掌握函数定义是成为Kotlin开发者的基础，也是理解更高级语言特性的关键。