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Kotlin——高级篇(四):集合(Array、List、Set、Map)基础

在实际的项目开发中,集合的运用可以说是多不胜数。不过Kotlin中的集合运用和Java中还是有很大的差别,他们两者之间,除了集合的类型相同以外,还包含集合的初始化的不同,以及Kotlin对于集合封装特别多的高阶函数以供我们能更简单、更快捷的编写代码。不过在讲解集合之前,我先会对Kotlin中的数组类型做出一个讲解,大家可以当做是对数组Array<T>的一个温故。

目录

一、数组类型

Kotlin数组类型不是集合中的一种,但是它又和集合有着太多相似的地方。并且数组和集合可以互换。并且在初始化集合的时候也可以传入一个数组。用于数组类型在前面的章节已经讲解过了,这里就不在多做累述。有兴趣的朋友可以去看我前面关于数据类型的文章。
Kotlin——初级篇(三):数据类型详解

这里只介绍几个常用的方法。其实在文章的后面,也对这些方法做出了讲解。

  • arr[index]的获取元素。
  • arr.component1() ... arr.component5()获取数组的前5个元素。同样适用与集合。
  • arr.reverse()反转元素。
  • 至于其他处理的元素,在文章的尾部都有说明。这也是我把数组类型与集合类型放在同一文章讲解的原因。

例1:使用componentX()函数

val arr = arrayOf("1",2,3,4)

println(arr.component1())
println(arr.component3())

// 程序崩溃,因为元素只有4个,所以在不确定元素个数的情况,慎用这些函数,还是使用遍历安全些。
println(arr.component5())       
复制代码

输出结果:

1
3
复制代码

例2 :反转元素

val arr = arrayOf("1",2,3,4)
arr.reverse()

// 文章后面会讲解forEach高阶函数。比for循环简洁多了
for (index in arr){
    print("$index \t")
}
复制代码

输出结果:

4   3   2   1
复制代码

二、集合类型

  • Kotlin中的集合和其他语言不同的是,Kotlin集合可分为可变和不可变集合。
  • Kotlin中,集合类型包含三种类型:它们分别是:ListSetMap,他们之间存在以下几个异同点:
    1. 它们都是接口,并不是实际的类。
    2. 它们只实现了isEmpty()、size、contains()等函数以及属性。
    3. List<E>Set<E>都继承至Collection<out E>接口,且Collection<out E>继承于Iterable<out T>接口。而Map<K,V>是独立出来的一个接口。这一点和Java相同。
    4. 这三种集合类型分别有存在MutableList<E>、MutableSet<E>、MutableMap<K,V>接口,这些接口中提供了改变、操作集合的方法。例如add()clear()remove()等函数。

有以上三点我们可出,在定义集合类型变量的时候如果使用List<E>Set<E>Map<K,V>声明的时候该集合则是不可变集合,而使用MutableList<E>MutableSet<E>MutableMap<K,V>的时候该集合才是可变类型集合。这里我就不提供源码来分析了,有兴趣的可以看一看源码!源码在kotlin\collections\Collections.kt文件

下面对几个集合类型进行一一的讲解。

2.1、List类型

我们知道,一个接口是不能直接实例化的,那我们要初始化一个怎么做呢?其实Kotlin给我们提供了相应的标准库函数去处理。

  • 声明并初始化List的集合:使用listOf(..)函数
  • 声明并初始化MutableList的集合:使用mutableListOf(..)函数

例1:使用listOf()初始化不可变的List类型集合

val arr = arrayOf("1","2",3,4,5)   
val list1 = listOf(1,2,"3",4,"5")                // 随意创建         
val list2 = listOf<String>("1","2","3","4","5")  // 确定元素的值类型
val list3 = listOf(arr)                          // 可传入一个数组

以下代码是错误的。因为List<E>只能是不可变集合。而add、remove、clear等函数时MutableList中的函数
list1.add() 
list1.remove
...

// 遍历
for(value in list1){
    print("$value \t")
}
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输出结果:

1 	2 	3 	4 	5 
复制代码

例2:使用mutableListOf()初始化可变的List类型集合

val arr = arrayOf("1",2,3,4)
val mutableList1 = mutableListOf(1,2,"3",4,"5")                // 随意创建         
val mutableList2 = mutableListOf<String>("1","2","3","4","5")  // 确定元素的值类型
val mutableList3 = mutableListOf(arr)                          // 可传入一个数组
val mutableList : ArrayList<String>  // 这里的ArrayList<>和Java里面的ArrayList一致

mutableList1.add("6")  // 添加元素
mutableList1.add("7")
mutableList1.remove(1)   // 删除某一元素

// 遍历
for(value in mutableList1){
    print("$value \t")
}

mutableList1.clear()   // 清空集合
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输出结果为:

2 	3 	4 	5 	6 	7 	
复制代码

2.2、Set类型

Set类型集合的使用和List类型集合大致相同。这里不做详细的介绍,只讲解它和List类型集合不同的地方。

  • 声明并初始化Set的集合:使用setOf(..)函数
  • 声明并初始化MutableSet的集合:使用mutableSetOf(..)函数

例1: 声明并初始化

val set1 = setOf(1,2,"3","4","2",1,2,3,4,5)
val mutableSet1 = mutableSetOf(1,2,"3","4","2",1,2,3,4,5)
val mutableSet2 : HashSet<String>  // 这里的HashSet<>和Java里面的HashSet<>一致
复制代码

例2 :遍历集合,看效果与预计的有什么不同

// 遍历
for(value in set1){
    print("$value \t")
}
复制代码

输出结果:

1 	2 	3 	4 	2 	3 	4 	5 
复制代码

在我们预计的效果中,遍历的结果应该为:1 2 3 4 2 1 2 3 4 5,但是结果却少了一个1 2。那么我们可以看出,Set类型集合会把重复的元素去除掉。这一点和Java是不谋而合的。这个特性也是Set类型集合与List集合类型的区别所在。

2.3、Map类型

Map<K,V>类型集合和List以及Set都有着差别。下面我们看Map类型集合的声明及初始化。

同前面两种类型一样,Map同样也分为不可变与可变集合。其中:

  • 不可变的Map类型集合的初始化使用:mapOf()函数
  • 可变的Map类型集合的初始化使用:mutableMapOf()函数

不过初始化和前面两种类型有差别,Map集合类型是一种以键-值对的方式出现。例:

// 以键值对的形式出现,键与值之间使用to
val map1 = mapOf("key1" to 2 , "key2" to 3)
val map2 = mapOf<Int,String>(1 to "value1" , 2 to "value2")
val mutableMap = mutableMapOf("key1" to 2 , "key1" to 3)
val hashMap = hashMapOf("key1" to 2 , "key1" to 3)   // 同Java中的HashMap

map2.forEach{
    key,value -> println("$key \t $value")
}
复制代码

输出结果为:

1 	 value1
2 	 value2
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注意:当我们的键存在重复时,集合会过滤掉之前重复的元素

例:

val map = val map1 = mapOf("key1" to 2 , "key1" to 3 , "key1" to "value1" , "key2" to "value2")

map.forEach{
    key,value -> println("$key \t $value")
}
复制代码

输出结果为:

key1 	 value1
key2 	 value2
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从上面的例子可以看出,当key值为key1时,元素只保留了最后一个元素。而过滤掉了之前key值相同的所有元素。

三、 集合类型的协变

试想一下,当一个集合赋值给另外一个集合时,这里以List<E>举例,如果两个集合的类型也就是E类型相同时,赋值是没有问题的。如果类型不同的情况,当E继承自M时。你就可以把List<E>赋值给List<M>了。这种情况称之为协变

我这里举两个例子

例1:

open class Person(val name : String , val age : Int){
    override fun toString(): String {
        return "Person(name='$name', age=$age)"
    }
}

class Student(name: String, age : Int, cls : String) : Person(name, age)

// 注意:Any是kotlin中的超类,故而Student类也是继承自Any的。这里你可以换成Person类结果是相同的
var listPerson: List<Any>
val listStudent : List<Student> = listOf(Student("张三",12,"一班"),Student("王五",20,"二班"))
listPerson = listStudent

listPerson.forEach { println(it.toString()) }
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输出结果:

Person(name='张三', age=12)
Person(name='王五', age=20)
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例2:当集合的类型相同或有继承关系时,一个集合使用MutableList,一个集合使用List的情况。

var mutableListPerson: MutableList<Person>
val mutableListStudent : List<Student> = listOf(Student("张三",12,"一班"),Student("王五",20,"二班"))
mutableListPerson = mutableListStudent.toMutableList()
mutableListPerson.add(Person("a",15))
mutableListPerson.add(Person("b",45))

mutableListPerson.forEach { println(it.toString()) }
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输出结果为:

Person(name='张三', age=12)
Person(name='王五', age=20)
Person(name='a', age=15)
Person(name='b', age=45)
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看上面的实例2,使用了一个toMutableList()函数,其实这个函数的意思是把List转换成了MutableList。在以下的源码中我们可以看出:其实是实例化了一个ArrayList

public fun <T> Collection<T>.toMutableList(): MutableList<T> {
    return ArrayList(this)
}

public fun <T> Iterable<T>.toMutableList(): MutableList<T> {
    if (this is Collection<T>)
        return this.toMutableList()
    return toCollection(ArrayList<T>())
}
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SetMap集合的协变和上面的代码都相差不多,调用不同的转换函数罢了。除了toMutableList()函数以外,还有着toList()toHashSet()toSet()等等函数。这些函数都是在Iterable接口的拓展函数。大家有兴趣可以自己去看看源码,这里不做详细的累述。

四、一些常用的处理集合类型的拓展函数

除了上面讲到的toList()toSet()toHastSet()toMutableList()toSet()toIntArray()等等拓展函数之外。还有一些常用的拓展的高阶函数。这里列举几个说明。并实例分析他们的作用。所有的源码都在kotlin\collections\_Collections.kt文件。

不过这里由于文章篇幅的原因:这一节的内容会在下一章文章讲解。

请参见Kotlin——高级篇(五):集合之常用操作符汇总

总结

在这篇文章中,详细的讲解到了集合的几种类型的声明与使用,并且也对数组类型Array<T>温故了一遍。其实这篇文章的内容并不是很多,大家主要记住集合类型初始化的几个标准函数,以及集合的类型协变。在下一篇文章中会对处理集合与数组的常见函数做出一个讲解以及源码的剖析。

源代码

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