Kolin中的作用域函数

原文：Kotlin官方

Kotlin中的作用域函数共有以下五种：let、run、with、apply 以及 also。

这些函数并没有做什么特殊的操作，只是将对当前对象的操作都集中到了一个代码块中来，写出来和看起来更加干净了而已。

不同的是这个对象在块中如何使用，以及整个表达式的结果是什么。

区别

	上下文对象（this/it）	返回值
let	it	lambda 表达式结果
run	this(隐式访问)	lambda 表达式结果
with	this(隐式访问)	lambda 表达式结果
apply	this(隐式访问)	上下文
also	it	上下文

let

上下文对象作为 lambda 表达式的参数（it）来访问。返回值是 lambda 表达式的结果。

Person("Alice", 20, "Amsterdam").let {
    println(it)
    it.moveTo("London")
    it.incrementAge()
    println(it)
}

let 经常用于仅使用非空值执行代码块。如需对非空对象执行操作，可对其使用安全调用操作符 ?. 并调用 let 在 lambda 表达式中执行操作。

val str: String? = "Hello" 
//processNonNullString(str)       // 编译错误：str 可能为空
val length = str?.let { 
    println("let() called on $it")
    processNonNullString(it)      // 编译通过：'it' 在 '?.let { }' 中必不为空
    it.length
}

使用 let 的另一种情况是引入作用域受限的局部变量以提高代码的可读性。如需为上下文对象定义一个新变量，可提供其名称作为 lambda 表达式参数来替默认的 it。

val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
val modifiedFirstItem = numbers.first().let { firstItem ->
    println("The first item of the list is '$firstItem'")
    if (firstItem.length >= 5) firstItem else "!" + firstItem + "!"
}.toUpperCase()
println("First item after modifications: '$modifiedFirstItem'")

with

一个非扩展函数：上下文对象作为参数传递，但是在 lambda 表达式内部，它可以作为接收者（this）使用。 返回值是 lambda 表达式结果。

我们建议使用 with 来调用上下文对象上的函数，而不使用 lambda 表达式结果。 在代码中，with 可以理解为“对于这个对象，执行以下操作。”

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three")
with(numbers) {
    println("'with' is called with argument $this")
    println("It contains $size elements")
}

with 的另一个使用场景是引入一个辅助对象，其属性或函数将用于计算一个值。

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three")
val firstAndLast = with(numbers) {
    "The first element is ${first()}," +
    " the last element is ${last()}"
}
println(firstAndLast)

run

上下文对象 作为接收者（this）来访问。 返回值 是 lambda 表达式结果。

run和with做一样的事，不过调用的方式和let一样。

当 lambda 表达式同时包含对象初始化和返回值的计算时，run 很有用。

val service = MultiportService("https://example.kotlinlang.org", 80)

val result = service.run {
    port = 8080
    query(prepareRequest() + " to port $port")
}

// 同样的代码如果用 let() 函数来写:
val letResult = service.let {
    it.port = 8080
    it.query(it.prepareRequest() + " to port ${it.port}")
}

除了在接收者对象上调用 run 之外，还可以将其用作非扩展函数。 非扩展 run 可以使你在需要表达式的地方执行一个由多个语句组成的块。

val hexNumberRegex = run {
    val digits = "0-9"
    val hexDigits = "A-Fa-f"
    val sign = "+-"

    Regex("[$sign]?[$digits$hexDigits]+")
}

for (match in hexNumberRegex.findAll("+1234 -FFFF not-a-number")) {
    println(match.value)
}

apply

上下文对象 作为接收者（this）来访问。 返回值 是上下文对象本身。

apply 的常见情况是对象配置。这样的调用可以理解为“将以下赋值操作应用于对象”。

val adam = Person("Adam").apply {
    age = 32
    city = "London"        
}
println(adam)

also

上下文对象作为 lambda 表达式的参数（it）来访问。 返回值是上下文对象本身。

also 对于执行一些将上下文对象作为参数的操作很有用。 对于需要引用对象而不是其属性与函数的操作，或者不想屏蔽来自外部作用域的 this 引用时，请使用 also。

当你在代码中看到 also 时，可以将其理解为“并且用该对象执行以下操作”。

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three")
numbers
    .also { println("The list elements before adding new one: $it") }
    .add("four")

函数选择

为了帮助你选择合适的作用域函数，我们提供了它们之间的主要区别表。

函数	对象引用	返回值	是否是扩展函数
let	it	Lambda 表达式结果	是
run	this	Lambda 表达式结果	是
run	–	Lambda 表达式结果	不是：调用无需上下文对象
with	this	Lambda 表达式结果	不是：把上下文对象当做参数
apply	this	上下文对象	是
also	it	上下文对象	是

以下是根据预期目的选择作用域函数的简短指南：

• 对一个非空（non-null）对象执行 lambda 表达式：let
• 将表达式作为变量引入为局部作用域中：let
• 对象配置：apply
• 对象配置并且计算结果：run
• 在需要表达式的地方运行语句：非扩展的 run
• 附加效果：also
• 一个对象的一组函数调用：with

不同函数的使用场景存在重叠，你可以根据项目或团队中使用的特定约定选择函数。

尽管作用域函数是使代码更简洁的一种方法，但请避免过度使用它们：这会降低代码的可读性并可能导致错误。避免嵌套作用域函数，同时链式调用它们时要小心：此时很容易对当前上下文对象及 this 或 it 的值感到困惑。

takeIf 与 takeUnless

除了作用域函数外，标准库还包含函数 takeIf 及 takeUnless。这俩函数使你可以将对象状态检查嵌入到调用链中。

当以提供的谓词在对象上进行调用时，若该对象与谓词匹配，则 takeIf 返回此对象。否则返回 null。因此，takeIf 是单个对象的过滤函数。反之，takeUnless如果不匹配谓词，则返回对象，如果匹配则返回 null。该对象作为 lambda 表达式参数（it）来访问。

val number = Random.nextInt(100)

val evenOrNull = number.takeIf { it % 2 == 0 }
val oddOrNull = number.takeUnless { it % 2 == 0 }
println("even: $evenOrNull, odd: $oddOrNull")

当在 takeIf 及 takeUnless 之后链式调用其他函数，不要忘记执行空检查或安全调用（?.），因为他们的返回值是可为空的。

val str = "Hello"
val caps = str.takeIf { it.isNotEmpty() }?.toUpperCase()
//val caps = str.takeIf { it.isNotEmpty() }.toUpperCase() // 编译错误
println(caps)

takeIf 及 takeUnless 与作用域函数一起特别有用。 一个很好的例子是用 let 链接它们，以便在与给定谓词匹配的对象上运行代码块。 为此，请在对象上调用 takeIf，然后通过安全调用（?.）调用 let。对于与谓词不匹配的对象，takeIf 返回 null，并且不调用 let。

fun displaySubstringPosition(input: String, sub: String) {
    input.indexOf(sub).takeIf { it >= 0 }?.let {
        println("The substring $sub is found in $input.")
        println("Its start position is $it.")
    }
}

displaySubstringPosition("010000011", "11")
displaySubstringPosition("010000011", "12")

没有标准库函数时，相同的函数看起来是这样的：

fun displaySubstringPosition(input: String, sub: String) {
    val index = input.indexOf(sub)
    if (index >= 0) {
        println("The substring $sub is found in $input.")
        println("Its start position is $index.")
    }
}

displaySubstringPosition("010000011", "11")
displaySubstringPosition("010000011", "12")