kotlin基础（6）：在 Kotlin 中使用集合

在 Kotlin 中使用集合无需多言学习内容如何创建和修改数组。如何使用List和MutableList。如何使用Set和MutableSet。如何使用Map和MutableMap。这几个如果有开发经验的同学应该知道其中的区别但是为了预防万一还是贴一个表格特性数组 (Array)列表 (List)集 (Set)顺序有固定顺序按索引访问有固定顺序按索引访问通常无顺序LinkedHashSet可保留插入顺序重复元素允许重复允许重复不允许重复基于equals()/hashCode()长度固定创建后不可变可变MutableList或不可变List可变MutableSet或不可变Set元素类型在 JVM 上可存储基本类型IntArray等避免装箱只能存储对象类型Int会装箱只能存储对象类型常用操作性能随机访问 O(1) 增删末尾模拟需创建新数组 O(n)ArrayList随机访问 O(1)末尾增删摊销 O(1)中间增删 O(n)LinkedList随机访问 O(n)头部增删 O(1)HashSet增删查平均 O(1)LinkedHashSetO(1) 维护顺序TreeSetO(log n) 且有序Kotlin 创建方式arrayOf(1,2,3)intArrayOf(1,2,3)listOf(1,2,3)不可变mutableListOf(1,2,3)setOf(1,2,3)不可变mutableSetOf(1,2,3)数组我们不说 那些索引啊什么的那些东西了比较基础查一下就行Array代表多个值。具体而言数组是属于同一数据类型的一系列值。不能像Python一样别搞混了数组包含多个值这些值称为元素有时也称为项。数组中的元素是有序的可以通过索引进行访问。关于索引还是提一嘴通过索引可以快速地访问数组元素。您可以通过索引访问数组的任何随机元素并且访问任何其他随机元素预计需要大约相同的时间。因此有人说数组具有随机访问特性。数组具有固定的大小。这意味着您向数组添加元素时不能超过该数组的大小。如果尝试访问某个数组包含 100 个元素中位于索引 100 处的元素则会引发异常因为最高索引为 99请注意第一个索引为 0而不是 1。但是您可以修改数组中位于相关索引处的值。如需在代码中声明数组请使用arrayOf()函数。arrayOf()函数将数组元素作为形参并返回类型与传入的形参相符的数组。这可能与您看到的其他函数略有不同因为arrayOf()的参数数量会变化。如果您向arrayOf()传入两个参数生成的数组将包含两个元素索引为 0 和 1。如果您传入三个实参生成的数组将包含 3 个元素索引为 0 到 2。我们来举个例子valrockPlanetsarrayOfString(Mercury,Venus,Earth,Mars)由于 Kotlin 使用类型推断因此在调用arrayOf()时可以省略类型名称。在rockPlanets变量下方添加另一个变量gasPlanets而不将类型传递到尖括号中。即valgasPlanetsarrayOf(Jupiter,Saturn,Uranus,Neptune)可以使用数组进行一些很酷的操作。例如就像数字类型Int或Double一样您可以同时添加两个数组。创建一个名为solarSystem的新变量并使用加号 () 运算符将其设为rockPlanets和gasPlanets的结果。结果是一个新数组其中包含rockPlanets数组的所有元素以及gasPlanets数组的元素。valsolarSystemrockPlanetsgasPlanets访问数组元素无需多言您还可以按索引设置数组元素的值。注意一点您无法调整数组的大小如果实验超出索引的值则会报错ArrayIndexOutOfBounds异常Exception in thread main java.lang.ArrayIndexOutOfBoundsException: Index 8 out of bounds for length 8如果你需要增加数组的现有大小需要创建一个新数组valnewSolarSystemarrayOf(Mercury,Venus,Earth,Mars,Jupiter,Saturn,Uranus,Neptune,Pluto)或者valarray1arrayOf(1,2,3)valnewArrayarray15// 直接加上结果 [1, 2, 3, 5]这时候就能用了列表列表是有序且可调整大小的集合通常作为可调整大小的数组实现。当数组达到容量上限时如果您尝试插入新元素需要将该数组复制到一个新的较大数组。使用列表您还可以在特定索引处介于其他元素之间插入新元素。在大多数情况下无论列表中包含多少个元素向列表中添加任何元素所需的时间都是相同的。List和MutableListList和MutableList有什么用List是一个接口用于定义与只读有序项集合相关的属性和方法。MutableList通过定义修改列表的方法例如添加和移除元素来扩展List接口。这些接口仅指定List和/或MutableList的属性和方法。每个属性和方法的实现方式均由扩展这些接口的类决定。上述基于数组的实现将是您最常使用如果不是始终使用的实现但 Kotlin 允许其他类扩展List和MutableList。listOf()函数与arrayOf()类似listOf()函数将相关项作为形参但返回List而不是数组。从main()中移除现有代码。在main()中通过调用listOf()创建名为solarSystem的行星List。funmain(){valsolarSystemlistOf(Mercury,Venus,Earth,Mars,Jupiter,Saturn,Uranus,Neptune)}List具有size属性用于获取列表中的元素数量。输出solarSystem列表的size。println(solarSystem.size)运行代码。列表的大小应为 8。8访问列表中的元素与数组一样您可以使用下标语法从List访问特定索引处的元素。如下println(solarSystem[2])println(solarSystem.get(2))//或者这样除了按索引获取元素之外您还可以使用indexOf()方法搜索特定元素的索引。indexOf()方法在列表中搜索指定元素作为实参传入并返回该元素在第一次出现时的索引。如果该元素未出现在列表中则返回-1上实例输出对solarSystem列表调用indexOf()并传入Earth的结果。println(solarSystem.indexOf(Earth))//存在且位于2处println(solarSystem.indexOf(Pluto))//不存在那么其输出应为2 -1使用for循环遍历列表元素在学习函数类型和 lambda 表达式时您已经了解如何使用repeat()函数多次执行代码。编程中的一项常见任务是对列表中的每个元素执行一次某个任务。Kotlin 包含一个名叫for循环的功能可利用简洁易懂的语法来实现此目的。这通常称为“循环遍历”列表或“遍历”列表。是不是很熟悉那就对了。in关键字之前的变量未使用val或var进行声明它假定为 get-only。您可以随意为其命名。如果列表使用的是复数名称如planets则通常将该变量命名为单数形式例如planet。将该变量命名为item或element的情况也很常见。我们来举个实例吧您需要使用for循环在单独的一行上输出每个行星名称。您可以写如下代码for(planetinsolarSystem){println(planet)}会得到输出Mercury Venus Earth Mars Jupiter Saturn Uranus Neptune向列表中添加元素只有实现MutableList接口的类具有在集合中添加、移除和更新元素的功能。如果你需要创建要向其中添加元素和从中移除元素的列表时您需要专门调用mutableListOf()函数而不是listOf()。add()函数有两个版本第一个add()函数具有一个属于列表中元素类型的参数并将其添加到列表末尾。add()的另一个版本有两个参数。第一个参数对应于应该插入新元素的索引。第二个参数是要添加到列表中的元素。不多说直接上案例valsolarSystemmutableListOf(Mercury,Venus,Earth,Mars,Jupiter,Saturn,Uranus,Neptune)//先创建一个MutableListsolarSystem.add(Pluto)//第一种用法添加末尾solarSystem.add(3,Theia)//第二种用法添加到指定位置更新特定索引处的元素你也可以用下标更改现有元素solarSystem[3]Future Moonprintln(solarSystem[3])println(solarSystem[9])会得到Future Moon Pluto从列表中移除元素使用remove()或removeAt()方法可移除元素。您可以通过两种方法移除元素将该元素传递到remove()方法中或者使用removeAt()按索引移除该元素。上实例solarSystem.removeAt(9)solarSystem.remove(Future Moon)验证元素是否存在List可提供contains()方法该方法可在列表中存在某个元素时返回Boolean。输出为Pluto调用contains()的结果。println(solarSystem.contains(Pluto))更简洁的语法是使用in运算符。您可以使用元素、in运算符和集合来检查该元素是否在列表中。使用in运算符检查solarSystem是否包含Future Moon。println(Future MooninsolarSystem)输出应该为false false集集是指没有特定顺序且不允许出现重复值的集合如此集合的实现初学可以略过但是很有意思秘诀是哈希代码。哈希代码是由任何 Kotlin 类的hashCode()方法生成的Int。可以将其视为 Kotlin 对象的半唯一标识符。如果对该对象稍作更改例如向String中添加一个字符则会产生截然不同的哈希值。虽然两个对象可以使用相同的哈希代码称为哈希冲突但hashCode()函数可在某种程度上确保唯一性大多数情况下两个不同的值各自具有唯一的哈希代码。集使用哈希代码作为数组索引。当然可能会有大约 40 亿个不同的哈希代码因此Set不仅仅是一个巨型数组。您可以将Set视为一个列表数组。最外层的数组左侧以蓝色勾勒出的数字分别对应一个可能的哈希代码范围也称为“分区”。每个内部列表右侧以绿色阴影表示均表示集中的各个项。由于哈希冲突相对罕见即使潜在索引有限每个数组索引处的内部列表也分别只有一两个项除非添加了数万个或数十万个元素。集具有两个重要属性与列表相比可以更快地搜索集中的特定元素尤其是对于大型集合。虽然List的indexOf()要求从头开始检查每个元素直到找到匹配项但平均而言检查某个元素是否在集中所用的时间相同无论它是第一个元素还是第十万个元素。对于相同数量的数据集占用的内存往往比列表多因为所需的数组索引通常比集中的数据多。与普遍的观点相反检查集中是否含有某个元素所用的时间是不固定的实际上取决于集中的数据量。不过由于哈希冲突通常很少见因此需要检查的元素数量仍然比搜索列表中的项要小几个数量级。集的优势在于确保唯一性。如果您要编写一个程序来跟踪新发现的行星则可以借助集轻松检查是否已发现某颗行星。如果数据量很大通常最好检查列表中是否存在某个元素这需要遍历所有元素。与List和MutableList一样既有Set也有MutableSet。MutableSet会实现Set因此任何实现MutableSet的类都需要同时实现这两者。在 Kotlin 中使用MutableSetvalsolarSystemmutableSetOf(Mercury,Venus,Earth,Mars,Jupiter,Saturn,Uranus,Neptune)println(solarSystem.size)//输出其大小solarSystem.add(Pluto)//其也有add方法但是不确定位置println(solarSystem.size)//再输出一下看看println(solarSystem.contains(Pluto))//是否已经存在输出应该为8 9 true注意您也可以使用in运算符检查某个元素是否在集合中例如Pluto in solarSystem相当于solarSystem.contains(Pluto)。如前所述集不能包含重复项。请尝试重新添加Pluto。solarSystem.add(Pluto)println(solarSystem.size)大小不会增加9remove()函数接受一个参数并从集中移除指定的元素。solarSystem.remove(Pluto)println(solarSystem.size)println(solarSystem.contains(Pluto))则输出应该为8 false不要问为什么其没有removeAt因为它是无序的映射集合MapMap是由键和值组成的集合。之所以称之为映射是因为唯一键会映射到其他值。键及其附带的值通常称为key-value pair。映射的键具有唯一性但映射的值不具有唯一性。两个不同的键可以映射到同一个值。例如Mercury有0颗卫星Venus也有0颗卫星。通过相应的键访问映射的值通常比在大型列表中例如使用indexOf()搜索值更快。您可以使用mapOf()或mutableMapOf()函数声明映射。映射需要两个泛型类型以英文逗号隔开一个用于键另一个用于值。如果映射具有初始值则还可以使用类型推断。要使用初始值填充映射每个键值对都由以下部分组成首先是键后跟to运算符而后是值。每个键值对均以英文逗号隔开。我们来演示一下valsolarSystemmutableMapOf(Mercuryto0,Venusto0,Earthto1,Marsto2,Jupiterto79,Saturnto82,Uranusto27,Neptuneto14)其也有size输出println(solarSystem.size)也可以通过下标设置(新)键值对solarSystem[Pluto]5也可以这样获取println(solarSystem[Pluto])println(solarSystem.get(Theia))remove()方法可移除具有指定键的键值对。它也会返回已移除的值或者如果指定的键不在映射中则返回null。solarSystem.remove(Pluto)println(solarSystem.size)//验证一下下标语法或put()方法也可以修改已存在的键的值。使用下标语法将 Jupiter 的卫星数量更新为 78并输出新值。solarSystem[Jupiter]78println(solarSystem[Jupiter])摘要数组存储的是同一类型的有序数据且具有固定大小。数组用于实现很多其他集合类型。列表是可调整大小的有序集合。集是无序集合不能包含重复项。映射的工作方式与集类似用于存储指定类型的键/值对。