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中级: 带接收者的 Lambda 表达式 ​

First step 扩展函数
Second step 作用域函数
Third step 带接收者的 Lambda 表达式
Fourth step 类与接口
Fifth step 对象
Sixth step 开放类与特殊类
Seventh step 属性
Eighth step 空安全
Ninth step 库与 API

本章中，你将学习如何将接收者对象与另一种函数类型——Lambda 表达式结合使用，以及它们如何帮助你创建领域特定语言。

带接收者的 Lambda 表达式 ​

在初级教程中，你学习了如何使用 Lambda 表达式。Lambda 表达式也可以拥有接收者。 在这种情况下，Lambda 表达式可以访问接收者对象的任何成员函数或属性，而无需每次都显式指定接收者对象。没有这些额外的引用，你的代码将更易于阅读和维护。

TIP

带接收者的 Lambda 表达式也称为带接收者的函数字面量。

定义函数类型时，带接收者的 Lambda 表达式的语法有所不同。首先，编写你想要扩展的接收者对象。接下来，加上一个 .，然后完成你的函数类型定义的其余部分。例如：

kotlin
MutableList<Int>.() -> Unit

这种函数类型有：

  • MutableList<Int> 作为接收者类型。
  • 括号 () 内没有函数参数。
  • 没有返回值：Unit。

考虑这个扩展 StringBuilder 类的例子：

kotlin
fun main() {
    // Lambda expression with receiver definition
    fun StringBuilder.appendText() { append("Hello!") }

    // Use the lambda expression with receiver
    val stringBuilder = StringBuilder()
    stringBuilder.appendText()
    println(stringBuilder.toString())
    // Hello!
}

在此示例中：

  • StringBuilder 类是接收者类型。
  • Lambda 表达式的函数类型没有函数参数 () 且没有返回值 Unit。
  • Lambda 表达式调用 StringBuilder 类的 append() 成员函数，并使用字符串 "Hello!" 作为函数参数。
  • 创建了一个 StringBuilder 类的实例。
  • 赋值给 appendText 的 Lambda 表达式在 stringBuilder 实例上被调用。
  • stringBuilder 实例通过 toString() 函数转换为字符串，并通过 println() 函数打印出来。

当你想要创建领域特定语言 (DSL) 时，带接收者的 Lambda 表达式会很有帮助。由于你可以访问接收者对象的成员函数和属性，而无需显式引用接收者，因此你的代码变得更简洁。

为了演示这一点，考虑一个配置菜单项的例子。让我们从一个 MenuItem 类和一个 Menu 类开始，Menu 类包含一个用于向菜单添加项的函数 item()，以及一个包含所有菜单项的列表 items：

kotlin
class MenuItem(val name: String)

class Menu(val name: String) {
    val items = mutableListOf<MenuItem>()

    fun item(name: String) {
        items.add(MenuItem(name))
    }
}

让我们使用一个带接收者的 Lambda 表达式作为函数参数（init）传递给 menu() 函数，以构建一个菜单作为起点。你会注意到这段代码遵循了与之前 StringBuilder 类示例类似的方法：

kotlin
fun menu(name: String, init: Menu.() -> Unit): Menu {
    // Creates an instance of the Menu class
    val menu = Menu(name)
    // Calls the lambda expression with receiver init() on the class instance
    menu.init()
    return menu
}

现在你可以使用 DSL 来配置菜单，并创建一个 printMenu() 函数来将菜单结构打印到控制台：

kotlin
class MenuItem(val name: String)

class Menu(val name: String) {
    val items = mutableListOf<MenuItem>()

    fun item(name: String) {
        items.add(MenuItem(name))
    }
}

fun menu(name: String, init: Menu.() -> Unit): Menu {
    val menu = Menu(name)
    menu.init()
    return menu
}

fun printMenu(menu: Menu) {
    println("Menu: ${menu.name}")
    menu.items.forEach { println("  Item: ${it.name}") }
}

// Use the DSL
fun main() {
    // Create the menu
    val mainMenu = menu("Main Menu") {
        // Add items to the menu
        item("Home")
        item("Settings")
        item("Exit")
    }

    // Print the menu
    printMenu(mainMenu)
    // Menu: Main Menu
    // Item: Home
    // Item: Settings
    // Item: Exit
}

如你所见，使用带接收者的 Lambda 表达式极大地简化了创建菜单所需的代码。Lambda 表达式不仅适用于设置和创建，也适用于配置。它们常用于构建 API、UI 框架和配置构建器中的 DSL，以生成精简的代码，让你更容易专注于底层代码结构和逻辑。

Kotlin 的生态系统中有许多这种设计模式的例子，例如标准库中的 buildList() 和 buildString() 函数。

TIP

在 Kotlin 中，带接收者的 Lambda 表达式可以与类型安全的构建器结合使用，以创建能在编译时而非运行时检测类型问题的 DSL。要了解更多信息，请参阅 类型安全的构建器。

练习 ​

练习 1 ​

你有一个接受带接收者的 Lambda 表达式的 fetchData() 函数。更新 Lambda 表达式以使用 append() 函数，使你的代码输出为：Data received - Processed。

|---|---|

kotlin
fun fetchData(callback: StringBuilder.() -> Unit) {
    val builder = StringBuilder("Data received")
    builder.callback()
}

fun main() {
    fetchData {
        // Write your code here
        // Data received - Processed
    }
}

|---|---|

kotlin
fun fetchData(callback: StringBuilder.() -> Unit) {
    val builder = StringBuilder("Data received")
    builder.callback()
}

fun main() {
    fetchData {
        append(" - Processed")
        println(this.toString())
        // Data received - Processed
    }
}

练习 2 ​

你有一个 Button 类以及 ButtonEvent 和 Position 数据类。编写一些代码来触发 Button 类的 onEvent() 成员函数以触发双击事件。你的代码应该打印 "Double click!"。

kotlin
class Button {
    fun onEvent(action: ButtonEvent.() -> Unit) {
        // Simulate a double-click event (not a right-click)
        val event = ButtonEvent(isRightClick = false, amount = 2, position = Position(100, 200))
        event.action() // Trigger the event callback
    }
}

data class ButtonEvent(
    val isRightClick: Boolean,
    val amount: Int,
    val position: Position
)

data class Position(
    val x: Int,
    val y: Int
)

fun main() {
    val button = Button()

    button.onEvent {
        // Write your code here
        // Double click!
    }
}

|---|---|

kotlin
class Button {
    fun onEvent(action: ButtonEvent.() -> Unit) {
        // Simulate a double-click event (not a right-click)
        val event = ButtonEvent(isRightClick = false, amount = 2, position = Position(100, 200))
        event.action() // Trigger the event callback
    }
}

data class ButtonEvent(
    val isRightClick: Boolean,
    val amount: Int,
    val position: Position
)

data class Position(
    val x: Int,
    val y: Int
)

fun main() {
    val button = Button()
    
    button.onEvent {
        if (!isRightClick && amount == 2) {
            println("Double click!")
            // Double click!
        }
    }
}

练习 3 ​

编写一个函数，创建整数列表的副本，其中每个元素都加 1。使用提供的函数骨架，该骨架通过 incremented 函数扩展 List<Int>。

kotlin
fun List<Int>.incremented(): List<Int> {
    val originalList = this
    return buildList {
        // Write your code here
    }
}

fun main() {
    val originalList = listOf(1, 2, 3)
    val newList = originalList.incremented()
    println(newList)
    // [2, 3, 4]
}

|---|---|

kotlin
fun List<Int>.incremented(): List<Int> {
    val originalList = this
    return buildList {
        for (n in originalList) add(n + 1)
    }
}

fun main() {
    val originalList = listOf(1, 2, 3)
    val newList = originalList.incremented()
    println(newList)
    // [2, 3, 4]
}

下一步 ​

中级：类与接口

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