Function in Kotlin

1. Định nghĩa Function

Function ở trong Kotlin được định nghĩa bằng từ khóa fun

Java

public String doSomething(String matter) {

}

Kotlin

fun doSomething(matter: String): String {

}

• Tên function: doSomething
• Khai báo parameter truyền vào function: <tên param> : <type param>
• Return type của function: func <tên function>(): <return type> {//body}

Single-Expression Function: Nếu function với return type chỉ có một biểu thức (expression) thì định nghĩa function theo 2 cách dưới tương đương nhau: (getInfo() gọi là Single-Expression Function)

1. fun getInfo() : String = "Hello world..."

2. fun getInfo() : String {
    return "Hello world..."
   }

Function Scope: Có 3 loại function (dựa vào mức truy cập):

• Member function: Là các function được khai báo ở trong class, object hoặc interface. Các function này được sử dụng thông các instance của class, object hoặc interface. Giống như việc sử dụng method trong Java.
• Local function: Có thể hiểu rằng local function là các function được khai báo bên trong một function khác (nested). Local function không được sử dụng ở ngoài function định nghĩa nó. Ví dụ như trong printArea(), ta định nghĩa một function khác là calculateArea(), do đó ta gọi calculateArea() là local function:

fun printArea(width: Int, height: Int): Unit {
  fun calculateArea(width: Int, height: Int): Int = width * height
  val area = calculateArea(width, height)
  println("The area is $area")
}

Lưu ý: Local function có thể sử dụng các param và các biến khai báo trước nó trong function. Lưu ý các biến khai báo sau nó thì không thể sử dụng:

    fun reformat(age: Int, somethingUnknown: String = "hello") {
        var birthMonth: Int = 8

        fun localRefomat() {
            birthMonth = 5

            //không sử dụng được variable birthYear
        }

        var birthYear: Int = 1995
    }

• Top-level function: Có thể hiểu rằng đây là những function được khai báo ngoài tất cả như class, object, interface và được định nghĩa trong file Kotlin (.kt). Các method được truy cập thông qua tên của file vs kí hiệu “kt” (đối với Java), trong Kotlin các function này được gọi trực tiếp qua tên của function. Việc này rất hữu ích trong việc định nghĩa các các function hepler, util mà trong Java hay làm thông qua các method static:

//file name is DataManager.kt
fun isTokenExpired() : Boolean{
    var isExpired = false

    //......

    return isExpired
}

Gọi function Kotlin trong Java:

public class JavaMain {
    public static void main(String[] args) {
        //call top-level function in java
        DataManagerKt.isTokenExpired();
    }
}

2. Parameter

fun powerOf(number: Int, exponent: Int) {
    //...
}

Function powerOf có param number và exponent kiểu Int. Khai báo param theo cú pháp: <tên param> : <type param>

Giá trị mặc định cho parameter:

fun read(b: Array<Byte>, off: Int = 0, len: Int = b.size()) {
...
}

Mỗi param trong function có thể được gán giá trị mặc định hoặc không gán. Giá trị mặc định cho phép lúc truyền param cho function có thể bỏ qua các giá trị mặc định. Điều này giúp không phải viết quá nhiều overload function.

Lưu ý:

open class A {
    open fun foo(i: Int = 10) { ... }
}

class B : A() {
    override fun foo(i: Int) { ... }  // no default value allowed
}

Khi function foo() của class A đã khai báo giá trị mặc định cho param, thì khi class B kế thừa class A và override lại function foo() đó, thì giá trị mặc định của param ở function foo() class A được giữ lại và ở class B không được định nghĩa lại giá trị mặc định đó.

Đặt tên cho đối số truyền vào: Đầu tiên ta có function reformat() với các param, trong đó có 4 param có giá trị mặc định.

fun reformat(str: String,
             normalizeCase: Boolean = true,
             upperCaseFirstLetter: Boolean = true,
             divideByCamelHumps: Boolean = false,
             wordSeparator: Char = ' ') {
...
}

Có thể gọi function theo các cách:

• Sử dụng các giá trị mặc định của param:

reformat(str)

• Không sử dụng các giá trị mặc định của param:

reformat(str, true, true, false, '_')

• Hoặc có thể đặt tên cho các đối truyền vào để dễ đọc hơn (tùy chọn). Lưu ý là tên được đặt sẽ phải giống với tên param của function đó:

reformat(str, wordSeparator = '_')

Lưu ý:

• Khi sử function của Kotlin trong Java, các param được khai báo giá trị mặc định sẽ không có tác dụng. Vì Java không thể bỏ qua các param có giá trị mặc định.
• Khi sử dụng method của Java trong Kotlin, không thể sử dụng được chức năng đặt tên cho đối truyền vào.

3. Unit-returning functions

fun printHello(name: String?): Unit {
    if (name != null)
        println("Hello ${name}")
    else
        println("Hi there!")
    // `return Unit` or `return` is optional
}

Unit ở đây có thể hiểu như là Void ở trong Java hoặc các ngôn ngữ khác. Việc khai báo return type là Unit là không bắt buộc. Ví dụ như:

fun printHello(name: String?) {
    ...
}

Unit cũng được sử dụng trong việc khai báo các Higher-Order Function ở phần sắp tới.

4. Extension functions

Giống với Swift, Kotlin cho phép ta mở rộng class mà không phải kế thừa từ class khác. Ví dụ như ta muốn thêm function swap() cho class MutableList<Int>:

fun MutableList<Int>.swap(index1: Int, index2: Int) {
    val tmp = this[index1] // 'this' corresponds to the list
    this[index1] = this[index2]
    this[index2] = tmp
}

Từ khóa this ở đây dùng để chỉ đến instance MutableList<Int> mà gọi function swap()

val l = mutableListOf(1, 2, 3)
l.swap(0, 2) // 'this' inside 'swap()' will hold the value of 'l'

Tuy nhiên nếu extension cho MutableList<Int> chúng ta chỉ sử dụng được với các instance của MutableList<Int>, chúng ta cũng có thể khởi tạo chung bằng cách sử dụng Generic Function:

fun <T> MutableList<T>.swap(index1: Int, index2: Int) {
    val tmp = this[index1] // 'this' corresponds to the list
    this[index1] = this[index2]
    this[index2] = tmp
}

5. Mutiple return values (return nhiều giá trị)

Xem ví dụ dưới đây:

data class Result(val result: Int, val status: Status)
fun function(...): Result {
    // computations

    return Result(result, status)
}

// Now, to use this function:
val (result, status) = function(...)

Như ta thấy, function có thể trả về đồng thời 2 giá trị result và status. Bản chất của việc này là gói chúng vào một data class mà thôi và sử Destructure (trình bày phần tiếp theo) để gán chúng cho các biến. Nhìn đến đây ta có thể nghĩ đến sử dụng Pair<L, R>. Tuy nhiên việc sử dụng class với các tên có nghĩa giúp code dễ đọc hơn việc sử dụng first và second trong Pair.

Destructuring Declarations

Xem ví dụ dưới đây:

data class Person(var name: String, var age: Int)

val (name, age) = Person("Hado", 22)

println("Name: $name") //print: Name: Hado
println("Age: $age") //print: Age: 22

Đoạn code trên sau khi được complie thực ra sẽ như thế này:

data class Person(var name: String, var age: Int)

val person = Person("Hado", 22)

val name = person.component1()
val age = person.component2()

println("Name: $name") //print: Name: Hado
println("Age: $age") //print: Age: 22

Ta có data class với primary constructor có 2 param name và age, class sẽ lần lượt tự động tạo ra các function componentN (N: 1, 2, 3, …) cho các param.

Lưu ý chỉ có các param trong primary constructor mới được tự động tạo ra function component. Nếu chúng ta khai báo thêm biến trong class và muốn sử dụng Destructure thì cần khởi tạo thêm các function component tương ứng với param đó. Ví dụ như:

data class Person(var name: String, var age: Int) {
    var province: String = "Ha Noi"

    operator fun component3(): String {
        return province
    }
}

val (name, age, province) = Person("Hado", 22)

println("Name: $name") //print: Name: Hado
println("Age: $age") //print: Age: 22
println("Province: $province") //print: Province: Ha Noi

Nếu như trong class Person, ta chỉ cần lấy 2 giá trị là age và province, đồng thời không muốn tạo ra biến name ta sử dụng dấu “_” để thay cho các biến không cần sử dụng:

val (_, age, province) = Person("Hado", 22)

println("Age: $age") //print: Age: 22
println("Province: $province") //print: Province: Ha Noi

6. Generic functions

Giống như Java, Kotlin cho phép sử dụng generic function giúp cho việc giảm số lượng code, function có thể sử dụng với nhiều kiểu khác nhau Để định nghĩa generic function, ta sử dụng form sau:

fun <T> singletonList(item: T): List<T> {
    // ...
}

fun <T> T.basicToString() : String {  // extension function
    // ...
}

Để gọi function, cần xác định kiểu cho function:

val l = singletonList<Int>(1)

Ngoài ra, giống như Java, ta cũng có thể tạo generic function với kiểu được extends từ một kiểu khác:

fun <T : Comparable<T>> sort(list: List<T>) {
    // ...
}

Bây giờ, ta có thể gọi function với các biến có kiểu là subclass của Comparable:

sort(listOf(1, 2, 3)) // OK. Int is a subtype of Comparable<Int>
sort(listOf(HashMap<Int, String>())) // Error: HashMap<Int, String> is not a subtype of Comparable<HashMap<Int, String>>

7. Infix notation

Xem ví dụ dưới đây:

class Fly(var currentPlace: String) {

    infix fun flyTo(nextPlace: String) {
        println("The plane fly from $currentPlace to $nextPlace")
    }

}

val plane1 = Fly("Ha Noi")

plane1 flyTo "Ho Chi Minh" //print: The plane fly from Ha Noi to Ho Chi Minh

plane1.flyTo("Ho Chi Minh") //print: The plane fly from Ha Noi to Ho Chi Minh

Nhờ sử dụng ký hiệu infix cho function flyTo(), ta có thể sự dụng tên function như trung tố liên kết giữa instance class và param truyền vào. Function có thể sử dụng infix notation (trung tố) khi:

• Function là member của một class hoặc là extension của class
• Function chỉ có một param duy nhất
• Function được mark bằng infix ở đầu function

8. Function với parameter không xác định

Tương tự trong Java, Kotlin cho phép một function không cần xác định số lượng param một cách cụ thể.

Java

public int add(int... array) {
    int s = 0;
    for (int i : array) {
        s += i;
    }
    return s;
}

Kotlin

fun add(vararg array: Int) : Int {
    var s = 0
    for (i in array) {
        s += i
    }
    return s
}

Ta sử dụng từ khóa vararg. Và cũng tương tự như Java, biến array được coi là một mảng.

Lưu ý: Chỉ có một param được đánh dấu là vararg. Nếu param không phải là param cuối cùng, khi gọi hàm, ta phải chỉ định rõ các param sau đó

fun multiPrint(prefix: String, vararg strings: String, suffix: String) {
    //.....
}

Sử dụng function multiPrint():

multiPrint("Start", "a", "b", "c", suffix = "End")

9. Inline function.

Nếu bạn đã biết khái niệm high-order function, việc sử dụng loại function này bộc lộ một số hạn chế lúc runtime: mỗi function là một object và nó giữ closure của nó. Bởi vậy, việc cấp phát bộ nhớ (cho cả function object, class) và các lời gọi ảo cho ra một chi phí lúc runtime. Tức là khi gọi các function này, một object sẽ được tạo ra để lưu trữ function và thêm vài function cần thiết cho class nữa. Việc này làm cho số function của project sẽ tăng lên nhanh chóng.

Việc này có thể được loại bỏ bằng cách inline các biểu thức lambda. Tức là code của function sẽ được thêm ngay ở nơi gọi function, tránh khởi tạo một instance để lưu function.

High-order function và inline function mình xin phép được trình bày ở bài viết sau.

10. Tổng kết.

Mong qua bài viết này đã chia sẻ một chút kiến thức về Kotlin Languae về functions. Để hoàn thành bài viết này mình đã tham khảo:

• https://kotlinlang.org
• https://github.com/ngohado