【Kotlin精简】第2章 集合

1 简介

在 Kotlin 中集合主要分为可变集合与只读集合，其中可变集合使用 “Mutable” 前缀 + 集合类名表示，比如 MutableList、MutableSet、MutableMap 等。而对于只读集合就是和 Java 中集合类名是一致。 Java 中的 List 非 Kotlin 中的 List , 因为 Kotlin 中的 List 是只读的而非可变，却有点类似于 Kotlin 中的 MutableList 。

1. 只读集合:
   内部只具有访问元素的方法，不具有类似 add、remove、clear 之类修改集合的方法。比如 Collection 只读集合内部就没有 add、remove、clear 之类方法，只有 get 访问元素的方法.
2. 可变集合：
   在集合内部既具有访问元素的方法，也具有类似 add、remove、clear 之类修改集合的方法。比如 MutableCollection 可变集合内部就有 add、remove、clear 之类方法。

集合是可变数量的一组条目。
List : 是有序集合，可以通过下标访问元素，元素可以重复。
Set : 是无序集合，有别于List集合的地方在于，1.没有下标，2.元素不允许重复。只能遍历获取参数，遍历参数的顺序与添加顺序相同。元素如果已经存在不进行添加。可以存储Null， 而且Null也是唯一的。
Map：是无序集合，通过键值对存储数据。每个键唯一。值可以重复。

集合主要就是List、Set、Map，它们在Java中都有接口可以实现，
List --> ArrayList、LinkedList
Set --> HashSet
Map–> HashMap

1.1 List集合

	val list = ArrayList<String>()
	list.add("1")
	list.add("2")
	
	// 创建的是一个不可变的集合，该集合创建成功只能用于读取数据，不能增删改集合数据。
	val list1 = listOf("aa", "bb")
	// 创建的是一个可变的集合，可以进行增删改查操作。
	val list2 = mutableListOf("cc", "dd")
	
	// 遍历List集合需要使用for-in循环进行遍历
	for (content in list1){
		// 把遍历内容大写
		content.toUpperCase()
		print(content)	// 输出：aa bb
	}
	
	list2.add("ee")
	list2.addAll(list1)
	// 移除指定的元素对象。如果指定元素不存在，移除null。不会报错
	list2.remove("ee")
	// 移除参数集合中存在的所有元素。 
   	// 或者，你可以关键字作为参数来调用它；在这种情况下，函数移除关键字匹配true 的所有元素。
	list2.removeAll(list1)
	// retainAll() 与 removeAll() 相反，
   	// 它移除除参数集合中的元素之外的所有元素。
   	// 当与关键字一起使用时，它只留下与关键字匹配的元素。
	list2.retainAll(list)

1.2 Set集合

Set和List的用法其实一样，在初始化时会用到这几个方法：setof()、mutableSetOf()

	// 不可变的集合
	val set1 = setOf("aa", "bb") 
	// 可变的集合
	val set2 = mutableSetOf("cc", "dd") 

	// 新增元素
   	set2.add("ee")
   	set2.addAll(set1)
   	
	// 移除指定的元素对象。如果指定元素不存在，移除null。不会报错
   	set2.remove("ee")
   	// 移除参数集合中存在的所有元素。 
   	// 或者，你可以关键字作为参数来调用它；在这种情况下，函数移除关键字匹配true 的所有元素。
   	set2.removeAll(set1)
   	// retainAll() 与 removeAll() 相反，
   	// 它移除除参数集合中的元素之外的所有元素。
   	// 当与关键字一起使用时，它只留下与关键字匹配的元素。
   	set2.retainAll(set1)

setof()：创建的是一个不可变的集合，该集合创建成功只能用于读取数据，不能增删改集合数据。
mutableSetOf()：创建的是一个可变的集合，可以进行增删改查操作。
在这里，Set集合List集合的区别需要注意的是，Set底层是使用Hash映射机制来存储数据的，因此集合中的元素无法保证有序。
----遍历和List一样，就不做解释了

1.3 Map集合

Map集合这里重点介绍，Map和前两者不同，Map是一种键值对形式的数据结构，因此在用法上和List、Set存在很大不同。
一般初始化Map时都需要创建一个HashMap

val map = HashMap<String, String>()
map.put("aa", "1")
map.put("bb", "2")

// 因为在Kotlin中，并不建议使用put()、get()方法对Map进行添加和读取数据，
// 而是使用这种类似下标的方式添加数据：
val map1 = HashMap<String, Int>()
map1["aa"] = 1
map1["bb"] = 2

// 当读取数据时
val text = map1["aa"]

// 移除对应的值，参数为key
map1.remove("aa")

然而，上面这种添加数据方式依然很繁琐，和List、Set一样，Map也有自己的方法mapof()、mutableMapOf()

// 不可变
val map1 = mapOf("aa" to 1, "bb" to 2)  
// 可变
val map2 = mutableMapOf("aa" to 1, "bb" to 2)  

mapof()：创建的是一个不可变的集合，该集合创建成功只能用于读取数据，不能增删改集合数据。
mutableMapOf()：创建的是一个可变的集合，可以进行增删改查操作。
遍历Map集合，也是使用的for-in循环，唯一区别在于，for-in循环中，map键值对变量一起申明到了一对括号中

fun main(){
    val map1 = mapOf("aa" to 1, "bb" to 2) 
    for ((content1, content2) in map1){
        print（content1 + "--" + content2）
    }
}

1.4 集合迭代器 Iterator

提供一种遍历集合元素的方法，而不暴露集合内部的实现。

1.4.1 迭代器的方式

只要实现了Iterable接口的类型，都提供迭代器。
下面是使用迭代器的3种方式：

1. 使用next()

val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
val numbersIterator = numbers.iterator()
while (numbersIterator.hasNext()) {
    println(numbersIterator.next())
}

2. 使用for…in

val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
for (item in numbers) {
    println(item)
}

3. 使用forEach()

val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
numbers.forEach {
    println(it)
}

1.4.2 List 的迭代器

List 的迭代器是ListIterator类型，可以反向迭代：

val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
val listIterator = numbers.listIterator()
while (listIterator.hasNext()) listIterator.next()
println("Iterating backwards:")
while (listIterator.hasPrevious()) {
    print("Index: ${listIterator.previousIndex()}")
    println(", value: ${listIterator.previous()}")
}

// Iterating backwards:
// Index: 3, value: four
// Index: 2, value: three
// Index: 1, value: two
// Index: 0, value: one

1.4.3 可变迭代器

可变集合（MutableList, MutableSet, MutableMap）的迭代器都是MutableIterator类型，可以在迭代的过程中调用remove()方法删除元素。

val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four") 
val mutableIterator = numbers.iterator()

mutableIterator.next()
mutableIterator.remove()

println("After removal: $numbers")
// After removal: [two, three, four]

另外，MutableList的迭代器是MutableListIterator类型，可以在迭代过程中插入或替换元素。

val numbers = mutableListOf("one", "four", "four") 
val mutableListIterator = numbers.listIterator()

mutableListIterator.next()
mutableListIterator.add("two")
mutableListIterator.next()
mutableListIterator.set("three")

println(numbers)
// [one, two, three, four]

1.5 集合Range

使用rangeTo()可以创建范围，rangeTo()对应的操作符：…。

// 遍历范围
for (i in 1..4) print(i)

// 反序遍历：
for (i in 4 downTo 1) print(i)

// 反序遍历2:
for (i in (1..4).reversed()) print(i)

// 定义步长：
for (i in 1..8 step 2) print(i)

// 不包含末尾元素：
for (i in 1 until 10) print(i)

1.6 集合序列 Sequence

序列和迭代器的差别
对Iterable遍历执行多步操作时，会先对所有元素执行一个步骤，将结果保存到中间集合中，然后再对中间集合中所有元素执行下一个步骤，以此类推。相当于，所有元素被并行处理。

对Sequence遍历执行多步操作时，会对一个元素执行所有步骤，然后再对下一个元素执行所有步骤，以此类推。相当于，所有元素被串行处理。

// 1.通过元素创建
val s1 = sequenceOf(1, 2, 3)

// 2.通过Iterable创建
val list = listOf(1,2,3)
val s2 = list.asSequence()

// 3.通过generateSequence()函数创建

// 4.通过sequence()创建


// 例子：假设有很多单词，我们要过滤长度超过3个字母的单词，然后打印前4个这种单词的长度。
// Iterable的方式
val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ")
val lengthsList = words.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 }
    .map { println("length: ${it.length}"); it.length }
    .take(4)
println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars:")
println(lengthsList)

// Sequence的方式
val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ")
// 将 List 转换为序列
val wordsSequence = words.asSequence()
val lengthsSequence = wordsSequence.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 }
    .map { println("length: ${it.length}"); it.length }
    .take(4)
println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars")
// 终止操作: 以 List 形式获取结果
println(lengthsSequence.toList())

1. filter()、map()和take()这些操作，在调用toList()后才开始执行。与上面Iterable相比，是”lazy“的。
2. 当结果元素数量到达4个时，会停止处理，因为take(4)指定了最大元素数量。与上面Iterable相比，节省了操作步骤。
3. Sequence处理执行了 18 步，而使用Iterable时则需要 23 步。

1.7 常用的集合函数式API

1.7.1 map()函数

它用于将每个元素都映射成一个另外的值，映射规则在Lambda表达式中指定，最终生成一个新的集合，

val list1 = listOf("aa", "bb") 
var newList = list1.map{ it.toUpperCase()}
for (content in list1){
    content.toUpperCase() //转换成大写模式
}

1.7.2 filter()函数

用于过滤集合中的数据，可以单独使用，也可以和map（）一起使用

val list1 = listOf("aa", "bbbb", "cc") 
var list2 = list1.filter { it.length <= 2 }
                         .map { it.toUpperCase() }

1.7.3 any()函数

判断集合中是否至少存在一个元素满足指定条件

val list1 = listOf("aa", "bbbb", "cc") 
var anyResult = list1.any { it.length <= 2 }

1.7.4 all()函数

判断集合中是否所有元素都满足指定条件

val list1 = listOf("aa", "bbbb", "cc") 
var allResult = list1.all { it.length <= 2 }

1.7.5 maxBy()函数

定义一个集合，然后找出里面长度最长的元素，maxBy的工作原理是根据传入的条件来进行遍历，从而找打最大值

val list1 = listOf("aa", "bbbb", "cc") 
var maxLength = list1.maxBy { it.length }
print(maxLength)