作用域函数

Kotlin 的作用域函数有五种：let、run、with、apply 以及 also。

这些函数基本上做了同样的事情：在一个对象上执行一个代码块。

下面是作用域函数的典型用法:

val adam = Person("Adam").apply { 
 age = 20
 city = "London"
}
println(adam)

如果不使用 apply 来实现，每次给新创建的对象属性赋值时就必须重复其名称。

val adam = Person("Adam")
adam.age = 20
adam.city = "London"
println(adam)

作用域函数没有引入任何新的技术，但是它们可以使你的代码更加简洁易读。

事实上，同样的功能可能多个作用域函数都能实现，但我们应该根据不同的场景和需求来使用合适的作用域函数，以求更优雅的实现。

如果想直接查看作用域函数之间的区别与使用场景归纳表，请点击这里。

下面我们将详细描述这些作用域函数的区别及约定用法。

区别

作用域函数之间有两个主要区别：

引用上下文对象的方式 返回值

引用上下文对象的方式：this 还是 it

在作用域函数的 lambda 表达式里，上下文对象可以不使用其实际名称而是使用一个更简短的引用（this 或 it）来访问。
作用域函数引用上下文对象有两种方式：

作为 lambda 表达式的接收者（this）: run、with、apply 作为 lambda 表达式的参数（it）: let、also

fun main() {
 val str = "Hello"
 // this
 str.run {
 println("The receiver string length: $length")
 //println("The receiver string length: ${this.length}") // 和上句效果相同
 }

 // it
 str.let {
 println("The receiver string's length is ${it.length}")
 }
}

作为 lambda 表达式的接收者

run、with 以及 apply 将上下文对象作为 lambda 表达式接收者，通过关键字 this 引用上下文对象。可以省略 this，使代码更简短。

使用场景：主要对上下文对象的成员进行操作（访问属性或调用函数）。

val adam = Person("Adam").apply { 
 age = 20  // 和 this.age = 20 或者 adam.age = 20 一样
 city = "London"
}
println(adam)

作为 lambda 表达式的参数

let 及 also 将上下文对象作为 lambda 表达式参数。如果没有指定参数名，对象可以用隐式默认名称 it 访问。it 比 this 简短，带有 it 的表达式通常更容易阅读。然而，当调用对象函数或属性时，不能像 this 这样隐式地访问对象。

使用场景：主要对上下文对象进行操作，作为参数使用。

fun getRandomInt(): Int {
 return Random.nextInt(100).also {
 writeToLog("getRandomInt() generated value $it")
 }
}
val i = getRandomInt()

此外，当将上下文对象作为参数传递时，可以为上下文对象指定在作用域内的自定义名称（为了提高代码的可读性）。

fun getRandomInt(): Int {
 return Random.nextInt(100).also { value ->
 writeToLog("getRandomInt() generated value $value")
 }
}
val i = getRandomInt()

返回值

根据返回结果，作用域函数可以分为以下两类：

返回上下文对象：apply、also 返回 lambda 表达式结果：let、run、with

可以根据在代码中的后续操作来选择适当的函数。

返回上下文对象

apply 及 also 的返回值是上下文对象本身。因此，它们可以作为辅助步骤包含在调用链中：你可以继续在同一个对象上进行链式函数调用。

val numberList = mutableListOf<Double>()
numberList.also { println("Populating the list") }
 .apply {
 add(2.71)
 add(3.14)
 add(1.0)
 }
 .also { println("Sorting the list") }
 .sort()

它们还可以用在返回上下文对象的函数的 return 语句中。

fun getRandomInt(): Int {
 return Random.nextInt(100).also {
 writeToLog("getRandomInt() generated value $it")
 }
}

val i = getRandomInt()

返回lambda表达式结果

let、run 及 with 返回 lambda 表达式的结果。所以，在需要使用其结果给一个变量赋值，或者在需要对其结果进行链式操作等情况下，可以使用它们。

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three")
val countEndsWithE = numbers.run { 
 add("four")
 add("five")
 count { it.endsWith("e") }
}
println("There are $countEndsWithE elements that end with e.")

此外，还可以忽略返回值，仅使用作用域函数为变量创建一个临时作用域。

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three")
with(numbers) {
 val firstItem = first()
 val lastItem = last() 
 println("First item: $firstItem, last item: $lastItem")
}

约定用法

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。

let 可用于在调用链的结果上调用一个或多个函数。例如，以下代码打印对集合的两个操作的结果：

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four", "five")
val resultList = numbers.map { it.length }.filter { it > 3 }
println(resultList)

使用 let，可以写成这样：

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four", "five")
numbers.map { it.length }.filter { it > 3 }.let { 
 println(it)
 // 如果需要可以调用更多函数
}

若代码块仅包含以 it 作为参数的单个函数，则可以使用方法引用(::)代替 lambda 表达式：

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four", "five")
numbers.map { it.length }.filter { it > 3 }.let(::println)

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。

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 做同样的事情，但是调用方式和 let 一样——作为上下文对象的扩展函数.

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。

对于不返回值且主要在接收者（this）对象的成员上运行的代码块使用 apply。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)

将接收者作为返回值，可以轻松地将 apply 包含到调用链中以进行更复杂的处理。

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")

总结

下表总结了Kotlin作用域函数的主要区别与使用场景:

参考资料

Kotlin语言中文网