值范围(Range)与数列(Progression)

最终更新: 2024/03/21

Kotlin 允许你非常便利的创建值范围, 方法是使用 kotlin.ranges 包中的 .rangeTo() 和 .rangeUntil() 函数.

如果要创建:

终端封闭(closed-ended)的值范围, 请使用 .. 操作符, 调用 .rangeTo() 函数.
终端开放(open-ended)的值范围, 请使用 ..< 操作符, 调用 .rangeUntil() 函数.

例如:

fun main() {
//sampleStart
    // 终端封闭的值范围
    println(4 in 1..4)
    // true

    // 终端开放的值范围
    println(4 in 1..<4)
    // false
//sampleEnd
}

值范围非常适合用在 for 循环中遍历:

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 1..4) print(i)
    // 输出结果为 1234
//sampleEnd
}

如果需要按反序遍历整数, 请使用标准库中的 downTo 函数代替 ...

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 4 downTo 1) print(i)
    // 输出结果为 4321
//sampleEnd
}

还可以使用任意步长(不一定是 1)来遍历整数. 可以通过 step 函数实现.

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 0..8 step 2) print(i)
    println()
    // 输出结果为 02468
    for (i in 0..<8 step 2) print(i)
    println()
    // 输出结果为 0246
    for (i in 8 downTo 0 step 2) print(i)
    // 输出结果为 86420
//sampleEnd
}

数列(Progression)

整数类型, 比如 Int, Long, 和 Char, 的值范围, 可以被当作算数数列(Arithmetic Progression). 在 Kotlin 中, 这些数列由相应的类型来定义: IntProgression, LongProgression, 以及 CharProgression.

数列有 3 个基本属性: first 元素, last 元素, 以及一个非 0 的 step. 数列的第一个元素就是 first, 后续的所有元素等于前一个元素加上 step. 在 step 为正数的数列上的遍历, 等价于 Java/JavaScript 中基于下标的 for 循环:

for (int i = first; i <= last; i += step) {
  // ...
}

当你在值范围上遍历时会隐含地创建一个数列, 这个数列的 first 和 last 元素就是值范围的边界值, step 为 1.

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 1..10) print(i)
    // 输出结果为 12345678910
//sampleEnd
}

如果要自定义数列的步长, 可以在值范围上使用 step 函数.

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 1..8 step 2) print(i)
    // 输出结果为 1357
//sampleEnd
}

数列的 last 元素计算方法如下:

如果步长为正: 小于或等于值范围结束值的最大值, 并且满足 (last - first) % step == 0.
如果步长为负: 大于或等于值范围结束值的最小值, 并且满足 (last - first) % step == 0.

因此, last 元素并不一定等同于值范围中指定的结束值.

fun main() {
//sampleStart
    for (i in 1..9 step 3) print(i) // last 元素是 7
    // 输出结果为 147
//sampleEnd
}

数列实现了 Iterable<N> 接口, 这里的 N 分别是 Int, Long, 或 Char, 因此数列可以用于很多集合函数, 比如 map, filter, 等等.

fun main() {
//sampleStart
    println((1..10).filter { it % 2 == 0 })
    // 输出结果为 [2, 4, 6, 8, 10]
//sampleEnd
}