Kotlin函数与函数式编程浅析
如果你对Kotlin语法一无所知，推荐先阅读官方文档或者中文站(https://www.kotlincn.net/docs/reference/)之后再看这篇文章会有更深刻的理解。本篇文章主要介绍Kotlin函数的用法，以及自己对函数式编程的一些理解。并且会和Python，C++做一些比较。
下面是维基百科上对于函数式编程的定义：
函数式编程(英语：functional programming)或称函数程序设计，又称泛函编程，是一种编程范型，它将电脑运算视为数学上的函数计算，并且避免使用程序状态以及易变对象。函数编程语言最重要的基础是λ演算(lambda calculus)。而且λ演算的函数可以接受函数当作输入(引数)和输出(传出值)。
下面是关于高阶函数的定义：
在数学和计算机科学中，高阶函数是至少满足下列一个条件的函数：接受一个或多个函数作为输入，输出一个函数
不难推断出函数式编程最重要的基础是高阶函数。也就是支持函数可以接受函数当作输入(引数)和输出(传出值)。
函数作为Kotlin中的一级公民可以像其他对象一样作为函数的输入与输出，这也就是Java程序员转到Kotlin觉得变化最大，最难理解的一点。如果你之前学过Python或者C++11可能会对此比较容易接受。这也是为什么本文以介绍Kotlin的函数及函数式编程为主。
Kotlin 函数
下面是Kotlin中一般的函数定义，和Java不同的是函数形参，返回值类型置后。函数体可以用等号赋值给函数定义，这里也可以看出函数和变量的平等性。
fun main(args: Array) {
var s = sum(1,2)
var m = multi(2,3)
var x = maxOf(3,4)
}
fun sum(a: Int, b: Int): Int {
return a + b
}
fun multi(a: Int, b: Int): Int = a * b
fun maxOf(a: Int, b: Int): Int = if (a > b) a else b 另外Kotlin还支持函数默认参数，拓展函数，中缀表达式，下面是简单的例子：
fun main(args: Array) {
isBiggerThan(2)
isBiggerThan(2, 5)
var s = "a".isLetter()
var a = 1 add 2
}
fun isBiggerThan(a: Int, b: Int = 0) {
return a > b
}
//拓展函数
fun String.isLetter(): Boolean {
return matches(Regex("^[a-z|A-Z]$"))
}
//拓展函数，中缀表达式
infix fun Int.add(x: Int): Int {
return this + x
} 支持默认参数的函数可以减小函数的重载。
String对象中本没有判断是否是字母的方法，在Java中我们一般会定义一些Utils方法，而在Kotlin中可以定义类的拓展函数。
第二个例子是给Int类定义了一个拓展函数，并且该拓展函数以中缀表达式表示，给予了开发者定义类似关键字的权利。
比如我们可以这样创建一个map对象：
val kv = mapOf("a" to 1, "b" to 2) 这里的to就是一个中缀表达式，定义如下：
public infix fun<A, B> A.to(that: B): Pair<A, B> = Pair(this, that)
Pair就是Map中存的对象，所以你也可以这样创建
val kv = mapOf(Pair("a", 1), Pair("b", 2)) 在Python中如果我们想让函数返回多个值，可以返回一个元组，Kotlin基于解构原则也可以实现类似的功能：
fun main(args: Array) {
val (index, count) = findWhere("abcabcabcabc", 'c')
}
fun findWhere(str: String, findChar: Char): Pair<Int, Int> {
var index = -1
var count = 0
for ((i, v) in str.withIndex()) {
if (v == findChar) {
if (index == -1) {
index = i
}
++count
}
}
return Pair(index, count)
} 自定义对象如何支持解构请查看官方文档，map支持解构，所以可以像下面这样遍历：
for ((k, v) in map) {
print("$k -> $v, ")
} 高阶函数与 Lambda 表达式
“Lambda 表达式”(lambda expression)是一个匿名函数，Lambda表达式基于数学中的λ演算得名，直接对应于其中的lambda抽象(lambda abstraction)，是一个匿名函数，即没有函数名的函数。Lambda表达式可以表示闭包(注意和数学传统意义上的不同)。
Python中的lambda表达式：
add = lambda x, y:x+y
C++中的lambda：
[](int x, int y) -> int{ return x + y; } Kotlin中的lambda:
var add = {x: Int, y: Int -> x + y} Kotlin 作为一个强类型语言还是比较简洁的。
我们可以这样使用一个lambda表达式：
fun main(args: Array) {
val sumLambda = {a: Int, b: Int -> a + b}
sumLambda(1, 2)
} 它可以像函数一样使用()调用，在kotlin中操作符是可以重载的，()操作符对应的就是类的重载函数invoke()。
你还可以想下面这样定义一个变量：
val numFun: (a: Int, b: Int) -> Int
它不是一个普通的变量，它必须指向一个函数，并且函数签名必须一致：
fun main(args: Array) {
val sumLambda = {a: Int, b: Int -> a + b}
var numFun: (a: Int, b: Int) -> Int
numFun = {a: Int, b: Int -> a + b}
numFun = sumLambda
numFun = ::sum
numFun(1,2)
}
fun sum(a: Int, b: Int): Int {
return a + b
} 可以看到这个变量可以等于一个lambda表达式，也可以等于另一个lambda表达式变量，还可以等于一个普通函数，但是在函数名前需要加上(::)来获取函数引用。
这个类似C++中的函数指针，然而在Python中可以直接使用函数名作为函数引用，下面是c++函数指针的例子：
#include
using namespace std;
void swap(int &x, int &y);
int main(int arg, char* args[]) {
int x = 10;
int y = 20;
void (*methodPtr)(int &x, int &y);//声明一个函数指针
methodPtr = &swap; //函数指针赋值
methodPtr = swap;//取地址符可省略,效果和上面一致
methodPtr(x, y); //像给函数起了一个别名，可以直接使用（）调用
cout << "x:" << x << " y:" << y << endl; //x:20 y:10
}
void swap(int &x, int &y) {
int tmp = x;
x = y;
y = tmp;
} 回到Kotlin，我们还可以将一个函数传递给另一个函数，比如：
//函数参数
fun doMap(list: List, function: (it: T) -> Any) {
for (item in list) {
function(item)
}
} 第一个参数是一个List，第二个参数是一个函数，目的就是将List中的每一个元素都执行一次第二个函数。使用方法如下：
val strList = listOf("h" ,"e", "1", "a", "b", "2", " ", "", "c", "5", "7", "F")
doMap(strList, {item ->print("item: ${upperLetter(item)}, ") })
fun upperLetter(item: String): String {
if (item.isLetter()) {
return item.toUpperCase()
}
return item
} 第二个参数直接传进去了一个lambda表达式，当然也可以传一个函数引用：
val strList = listOf("h" ,"e", "1", "a", "b", "2", " ", "", "c", "5", "7", "F")
doMap(strList, ::printUpperLetter)
fun printUpperLetter(item: String) {
print("item: ${upperLetter(item)}, ")
}
fun upperLetter(item: String): String {
if (item.isLetter()) {
return item.toUpperCase()
}
return item
} 效果和上面的代码一样。
在C++中使用函数指针可以实现类似的效果：
using namespace std;
void mMap(vector list, void (*fun)(int item));
int main(int arg, char* args[]) {
vector list = {2,3,4,3,2,1,2};
mMap(list, [](int item) -> void { cout << item << endl; });
}
void mMap(vector list, void (*fun)(int item)) {
for(int it : list) {
fun(it);
}
} 再次回到Kotlin，如果函数作为入参在入参列表的最后一个，你还可以这样做，直接写在大括号内：
fun main(args: Array) {
log { sum(1,2) }
}
fun log(function: () -> T) {
val result = function()
println("result -> $result")
} 是不是有点像gradle配置文件的写法，所以Kotlin可以很方便的编写 领域专用语言(DSL)
另外Kotlin还支持局部函数和函数作为返回值，看下面的代码：
fun main(args: Array) {
val addResult = lateAdd(2, 4)
addResult()
}
//局部函数，函数引用
fun lateAdd(a: Int, b: Int): Function0 {
fun add(): Int {
return a + b
}
return ::add
} 在lateAdd内部定义了一个局部函数，最后返回了该局部函数的引用，对结果使用()操作符拿到最终的结果，达到延迟计算的目的。
函数作为一级公民当然可以像普通对象一样放进map中，比如下面这样：
val funs = mapOf("sum" to ::sum)
val mapFun = funs["sum"]
if (mapFun != null) {
val result = mapFun(1,2)
println("sum result -> $result")
}
fun sum(a: Int, b: Int): Int {
return a + b
} 将一个函数引用作为value放进了map中，取出来之后使用()操作符调用，可以简化一些if,else的场景。
基于以上函数式编程的特性，Kotlin可以像RxJava一样很方便的进行相应式编程，比如：
fun printUpperLetter(list: List) {
list
.filter (fun(item):Boolean {
return item.isNotEmpty()
})
.filter { item -> item.isNotBlank()}
.filter {
item ->
if (item.isNullOrEmpty()) {
return@filter false
}
return@filter item.matches(Regex("^[a-z|A-Z]$"))
}
.filter { it.isLetter() }
.map(String::toUpperCase)
.sortedBy { it }
.forEach { print("$it, ") }
println()
}