Kotlin快速入门系列11

Kotlin的集合

集合类

Java类库有一套相当完整的容器集合类用来持有对象。跟Java一样，集合类存放的都是对象的引用，而非对象本身(我们经常说的集合指的是集合中对象的引用)，Kotlin的集合类是在Java的集合类库基础上进行的优化，新引入了不可变集合类等扩展，相关类和API都在kotlin.collections包里。

Kotlin的集合根据本身可变性可以分为两种：可变集合类与不可变集合类。

常用的集合类主要有三种：

·List(列表)：List中的元素以线性方式存储，可以存放重复对象，且列表中的元素是有序地排列。根据可变性分为只读不可变的List和可变MutableList（可写入、删除数据）。

·Set(集)：存放的元素无序、不重复。根据可变性分为不可变Set和可变MutableSet（可写入、删除数据）。

·Map(映射)：持有的对象是“键值对”形式，每一个对象都包含一对键值Key-Value对象。其中key是唯一的，key决定对象在映射中的存储位置(但key本身并不能决定对象的存储位置，它通过哈希算法产生一个被称做哈希值的整数值，这个哈希值对应value的存储位置)。Map与List、Set一样，Map也分为只读Map和可变 MutableMap（可写入、删除数据）。需要注意的是，Map没有继承于Collection接口。

从数据结构的角度来看，List中的下标类似键值对中的Key， 只不过Key是有序的Int类型，所以说List也可以说是一种特殊的Map数据结构。而Set也是Key为Int类型，但是Value值是不能重复的特殊Map。

集合类接口

Kotlin中集合类接口的结构层次如图所示：

各接口对应功能如下：

集合的创建

常用API：

· 可使用listOf()、setOf()、mapOf()函数创建不可变的List 容器、Set容器、Map容器。

· 可使用mutableListOf()、 mutableSetOf()、mutableMapOf()函数来创建可变的MutableList容器、MutableSet容器、MutableMap容器。

· 可使用emptyList<>()创建一个空的List对象，使用emptySet()创建一个空的只读Set，使用emptyMap()创建一个空的Map。

· Map还有相关linkedHashMapOf()和haspMapOf()。常用的mapOf()和mutableMapOf()创建的对象性质类似Java的LinkedHashMap。

声明格式代码示例如下：

val list = listOf(1,2,3,4,5)                        //不可变List
val mutableList = mutableListOf("1","2","3")            //可变MutableList

val set = setOf(1,2,3,4,5)                          //不可变Set
val mutableSet = mutableSetOf("1","2","3")          //可变MutableSet

val map = mapOf(1 to "one",2 to "two",3 to "haha")                          //创建不可变Map
val mutableMap = mutableMapOf(1 to "one",2 to "two",3 to "haha")            //创建可变MutableMap

要想创建没有元素的空List，使用listOf()即可。不过创建空变量时，变量的类型不能省略(泛型)，需要在声明时显式声明：

val emptyList: List = listOf() //显式声明List中的元素类型为Int
val emptyLIst2 = emptyList()

val emptySet: Set = setOf() //显式声明Set中的元素类型为Int
val emptySet2 = emptySet()

val emptyMap: Map = mapOf() //显式声明Map中的元素类型为String,String键值对
val emptyMap2 = emptyMap()

可以得出只读集合（listOf、setOf 和 mapOf）与可变集合（mutableList、mutableSetOf和 mutableMapOf）对应的kotlin&java集合的关系表：

方法	Java类型
listOf()	kotlin.collections.EmptyList
setOf()	kotlin.collections.EmptySet
mapOf()	kotlin.collections.EmptyMap
listOf(element: T)	java.util.Collections$SingletonList
setOf(element: T)	java.util.Collections$SingletonSet
mapOf(pair: Pair)	java.util.Collections$SingletonMap
listOf(vararg elements: T)	java.util.Arrays$ArrayList
setOf(vararg elements: T)	java.util.LinkedHashSet
mapOf(vararg pairs: Pair)	java.util.LinkedHashMap
mutableList()	java.util.ArrayList
mutableSetOf()	java.util.LinkedHashSet
mutableMapOf()	java.util.LinkedHashMap

元素遍历

List、Set类继承了Iterable接口，里面扩展了forEach函数来进行遍历元素操作；Map接口中也扩展了forEach函数来迭代遍历元素。示例如下：

fun main(args: Array) {
    var list: List = listOf(1,2,3)

    list.forEach{
        print(it)          //打印123 ，set和map使用同理
    }

}

如果我们想在迭代遍历元素的时候访问index下标，在List和Set中可以使用forEachIndexed函数。如下示例：

fun main(args: Array) {
    var list: List = listOf("a","b","c")

    list.forEachIndexed { index: Int, i: String ->       //第1个参数是下标，第2个参数是list中元素类型
        println(" list key is $index and value is $i")
    }
}

对应看到的控制台输出为：

映射函数

即对集合中每一个元素应用给定的函数，并把结果收集到一个新集合。基本的映射函数是 map()。 它将给定的 lambda 函数应用于每个后续元素，并返回 lambda 结果列表。 结果的顺序与元素的原始顺序相同。如果还需要用到元素索引作为参数的转换，请使用 mapIndexed()(对比下上面的forEachIndexed()，有没有发现什么？)。示例如下：

fun main(args: Array) {
    val number = setOf(1, 2, 3)
    println(number.map { it * 3 })                  //对应输出 [3, 6, 9]
    println(number.mapIndexed {     keys, value -> value * keys })  //对应输出[0, 2, 6]
}

如果转换的结果在某些元素上产生空值，则可以通过调用 mapNotNull() 函数取代 map() 或 mapIndexedNotNull() 取代 mapIndexed() 来从结果集中过滤掉 null 值。示例如下：

fun main(args: Array) {
    val number = setOf(1, 2, 3, 4)
    println(number.map { if (it == 3) null else it * 2})
    println(number.mapNotNull { if (it == 3) null else it * 2})
    println(number.mapIndexed { keys, value -> if (keys == 2) null else value * keys })
    println(number.mapIndexedNotNull { keys, value -> if (keys == 2) null else value * keys })
}

对应的控制台结果为：

观察其源码，可以发现：

/**
 * Returns a list containing the results of applying the given [transform] function
 * to each element in the original collection.
 * 
 * @sample samples.collections.Collections.Transformations.map
 */
public inline fun  Iterable.map(transform: (T) -> R): List {
    return mapTo(ArrayList(collectionSizeOrDefault(10)), transform)
}
/**
 * Applies the given [transform] function to each element of the original collection
 * and appends the results to the given [destination].
 */
public inline fun > Iterable.mapTo(destination: C, transform: (T) -> R): C {
    for (item in this)
        destination.add(transform(item))
    return destination
}

这个过程，就是创建一个新的ArrayList集合，遍历原集合，将函数类型对象处理过的值添加到新ArrayList对象中，并返回新的ArrayList对象。

此外，映射转换时，有两个选择：转换键，使值保持不变，反之亦然。 要将指定转换应用于键，请使用 mapKeys()；反过来，mapValues() 转换值。 这两个函数都使用将映射条目作为参数的转换，因此可以操作其键与值。示例如下：

fun main(args: Array) {
    val number= mapOf("key1" to 1, "key2" to 2, "key3" to 3, "key4" to 4)
    println(number.mapKeys { it.key })
    println(number.mapValues { it.value + it.key.length })
}

对应控制台输出为：

此外kotlin还有一个flatten()函数，用法在理解上是跟map()相反的场景，使用场景较少，这里不做重复介绍了。

过滤函数

filter()是kotlin最常用的高阶函数之一，作用就是过滤。它可以对Collection集合、Map集合或数组元素进行过滤，Collection集合和数组返回的是一个List集合，Map集合返回的还是一个Map集合。

fun main(args: Array) {
    val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
    val newNumbers = numbers.filter { it.length > 3 }
    println(newNumbers)

    val numbersMap = mapOf("key10" to 1, "key2" to 2, "key30" to 3, "key4" to 4)
    val newMaps = numbersMap.filter { (key, value) -> key.endsWith("0") && value > 2}
    println(newMaps)
}

对应的控制台输出为：

与上述的map()类似，filter也有filterIndexed()(返回索引和值)和filterNot()(过滤空对象)：

fun main(args: Array) {
    val numbers = listOf("one", "two", "three", "four")
    val newNumbersOne = numbers.filter { it.length <= 3 }
    val newNumbersTwo = numbers.filterIndexed { index, s -> (index != 0) && (s.length < 5) }
    val newNumbersThree = numbers.filterNot { it.length <= 3 }
    println(newNumbersOne)
    println(newNumbersTwo)
    println(newNumbersThree)
}

对应输出结果为：

我为什么说这个使用场景较多呢，假设你现在有几个Bean对象，要拿Bean对象的某一个属性进行对比(不一定是比大小)，然后获取对比后的数据，就可以用到fliter()（这个场景在实际开发过程中很常见）。例如如下示例：

data class Students (val id: Int,var name:String,var age:Int,var score:Int)

fun main(args: Array) {
    var studentList = listOf(
        Students(1,"jack",18,88),
        Students(2,"nick",19,86),
        Students(3,"James",20,99)
    )
    val student = studentList.filter { it.age > 18 }   //过滤出studentList中年龄大于18的
    println(student)
}

对应控制台输出为：

排序函数

Kotlin集合类中提供了倒序排列集合元素的函数reversed()，具体使用与Java的reversed()一样。示例如下：

fun main(args: Array) {
    val list = listOf(1,2,3,4,5)
    val set = setOf("abc","jkl","zvm")
    list.reversed()
    set.reversed()
    println(list)           //对应输出[1, 2, 3, 4, 5]
    println(set)            //对应输出[abc, jkl, zvm]
}

对应的升序排序函数是sorted()，使用方法也跟Java一样，不做赘述：

fun main(args: Array) {
    val list = listOf(9,2,4,6,1)
    val set = setOf(5,3,6)
    println(list.sorted())           //对应输出[1, 2, 4, 6, 9]
    println(set.sorted())            //对应输出[3, 5, 6]
}

元素去重

distinct()函数，功能描述即去除集合内的重复性元素。list和set可以使用，map不行(这个可以猜到的吧)。示例如下：

fun main(args: Array) {
    val list = listOf(9,2,9,4,1,1,4,6,1)
    val set = setOf(5,3,5,6,1,6)
    println(list.distinct())           //对应输出[9, 2, 4, 1, 6]
    println(set.distinct())            //对应输出[5, 3, 6, 1]
}

使用方式简单，这里不做赘述。

End，如有其他问题请留言。