Kotlin中局部方法的深入探究

程序员文章站 2022-06-19 19:49:00

前言 kotlin是由开发过intellij idea、android studio、pycharm等ide的著名ide厂商jetbrains公司设计并开源的编程语言。2...

前言

kotlin是由开发过intellij idea、android studio、pycharm等ide的著名ide厂商jetbrains公司设计并开源的编程语言。2011年7月推出的kotlin项目深受《effective java》的影响，直到2016年2月15日第一个官方稳定版本kotlin v1.0才正式发布，2017年google i/o开发者大会中，google宣布kotlin成为android开发的一级语言，kotlin “转正”。

在kotlin中，定义方法很有趣，不仅仅因为方法的关键字是fun(function前几个字符)，还是因为你会惊奇的发现，它允许我们在方法中定义方法。如下

fun methoda() {
 fun methodb() {

 }
 methodb() //valid
}

//methodb() invalid

其中

methodb定义在methoda的方法体中，即methodb被称为局部方法或局部函数
methodb只能在methoda中方法调用
methodb在methoda方法外调用，会引起编译错误

既然kotlin支持了局部方法，相比它应该有什么特殊的用武之地呢

首先它的特点还是像它的名字一样，局部，这就意味着它有着无可比拟的更小范围的限定能力。保证了小范围的可用性，隔绝了潜在的不相关调用的可能。

作为编程中的金科玉律，方法越小越好，相比纵向冗长的代码片段，将其按照职责切分成功能单一的小的局部方法，最后组织起来调用，会让我们的代码显得更加的有条理和清晰。

作为一个程序员，好奇应该是他的特质之一，我们应该会想要研究一下，局部方法的实现原理是什么，至少我们在java时代从来没有见过这种概念。

其实这件事仔细研究起来，还是有不少细节的。因为这其中局部方法可以捕获外部的变量也可以不捕获外部的变量。

下面就是捕获外部变量的一种情况

fun outmethodcapture(args: array<string>) {
 fun checkargs() {
 if (args.isempty()) {
  println("innermethod check args")
  throwable().printstacktrace()
 }
 }
 checkargs()
}

这其中，局部方法checkargs捕获了outmethodcapture的参数args。

所以，不捕获外部变量的情况也不难理解，如下,即checkargs处理args都是通过参数传递的。

fun outmethodnoncapture(args: array<string>) {
 fun checkargs(args: array<string>) {
 if (args.isempty()) {
  println("outmethodnoncapture check args")
  throwable().printstacktrace()
 }
 }
 checkargs(args)
}

首先我们分析一下捕获变量的局部方法的实现原理

public static final void outmethodcapture(@notnull final string[] args) {
 intrinsics.checkparameterisnotnull(args, "args");
 <undefinedtype> checkargs$ = new function0() {
 // $ff: synthetic method
 // $ff: bridge method
 public object invoke() {
 this.invoke();
 return unit.instance;
 }

 public final void invoke() {
 object[] var1 = (object[])args;
 if(var1.length == 0) {
  string var2 = "innermethod check args";
  system.out.println(var2);
  (new throwable()).printstacktrace();
 }

 }
 };
 checkargs$.invoke();
}

如上实现原理，就是局部方法实现其实就是实现了一个匿名内部类的实例，然后再次调用即可。对于不捕获的局部方法要稍有不同，首先我们反编译得到对应的java代码

public static final void outmethodnoncapture(@notnull string[] args) {
 intrinsics.checkparameterisnotnull(args, "args");
 <undefinedtype> checkargs$ = null.instance;
 checkargs$.invoke(args);
}

我们得到的是一个不完整的代码，这时候需要我们前往项目工程，结合一些对应的class文件分析。首先我们找到类似这样的文件mainkt$outmethodcapture$1.class(其class文件按照”文件名$方法名$内部类序号”的规则)。

使用javap方法再次反编译分析该文件，注意对于$符号需要简单处理一下。

➜ kotlininnerfunction javap -c "mainkt\$outmethodnoncapture\$1.class"
compiled from "main.kt"
final class mainkt$outmethodnoncapture$1 extends kotlin.jvm.internal.lambda implements kotlin.jvm.functions.function1<java.lang.string[], kotlin.unit> {
 public static final mainkt$outmethodnoncapture$1 instance;

 public java.lang.object invoke(java.lang.object);
 code:
  0: aload_0
  1: aload_1
  2: checkcast  #11     // class "[ljava/lang/string;"
  5: invokevirtual #14     // method invoke:([ljava/lang/string;)v
  8: getstatic  #20     // field kotlin/unit.instance:lkotlin/unit;
  11: areturn

 public final void invoke(java.lang.string[]);
 code:
  0: aload_1
  1: ldc   #23     // string args
  3: invokestatic #29     // method kotlin/jvm/internal/intrinsics.checkparameterisnotnull:(ljava/lang/object;ljava/lang/string;)v
  6: aload_1
  7: checkcast  #31     // class "[ljava/lang/object;"
  10: astore_2
  11: aload_2
  12: arraylength
  13: ifne   20
  16: iconst_1
  17: goto   21
  20: iconst_0
  21: ifeq   44
  24: ldc   #33     // string outmethodnoncapture check args
  26: astore_2
  27: getstatic  #39     // field java/lang/system.out:ljava/io/printstream;
  30: aload_2
  31: invokevirtual #45     // method java/io/printstream.println:(ljava/lang/object;)v
  34: new   #47     // class java/lang/throwable
  37: dup
  38: invokespecial #51     // method java/lang/throwable."<init>":()v
  41: invokevirtual #54     // method java/lang/throwable.printstacktrace:()v
  44: return

 mainkt$outmethodnoncapture$1();
 code:
  0: aload_0
  1: iconst_1
  2: invokespecial #61     // method kotlin/jvm/internal/lambda."<init>":(i)v
  5: return

 static {};
 code:
  0: new   #2     // class mainkt$outmethodnoncapture$1
  3: dup
  4: invokespecial #80     // method "<init>":()v
  7: putstatic  #82     // field instance:lmainkt$outmethodnoncapture$1;
  10: return
}

上面的类其实比较简单，更重要的这是一个单例的实现。因为这样相比捕获的情况下，减少了匿名内部类的生成和实例的创建，理论上带来的代价也会更小。

考虑到上面的对比，如果在使用局部方法时，建议使用不捕获外部变量的方式会更加推荐。

使用注意

是的，使用局部方法有一个注意事项，也就是一种规则约定，那就是需要先定义才能使用，否则会报错，如下所示

fun outmethodinvalidcase(args: array<string>) {
 checkargs()//invalid unresolved reference
 fun checkargs() {
  if (args.isempty()) {
   println("innermethod check args")
   throwable().printstacktrace()
  }
 }
 checkargs()//valid
}

但是呢，先定义局部方法，再使用还是有一些问题，这种问题主要表现在代码可读性上。

试想一下，如果你进入一个方法，看到的是一连串的局部方法，可能或多或少有点别扭。

但是试想一下，既然有这样的问题，为什么还要被设计成这个样子呢。首先，我们先看个小例子

0fun outmethodinvalidcase(args: array<string>) {
 checkargs(args)
 var a = 0 //the reason why it's unresolved
 fun checkargs(args: array<string>) {
  if (args.isempty()) {
   println("outmethodnoncapture check args")
   throwable().printstacktrace()
   a.tostring()
  }
 }
}

因为局部方法可以capture局部变量，checkargs捕获了局部变量a，当第一行代码checkargs调用时，而checkargs看似定义了，但是第二行却还没有执行到，导致了编译问题。

目前，capture变量和非capture的局部方法使用都是一致的，都需要先定义，再使用。

关于kotlin中的局部方法，我们可以去尝试来达到限定范围，拆分方法的目的，在使用时，尽量选择非捕获的形式的局部方法。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对的支持。

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