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List 相关操作

List 是 Kotlin 内建集合中最常用的类型. 基于下标的元素访问, 为 list 提供了很多功能强大的操作.

使用下标获取元素

List 支持所有集合共通的元素获取操作: elementAt(), first(), last(), 以及在 获取集合的单个元素 中介绍的其他操作. List 独有的功能是使用下标访问元素, 因此读取一个元素的最简单方法是使用下标来访问它. 这个功能通过 get() 函数实现, 参数是元素下标, 或者也可以使用更简短的 [index] 语法.

如果 list 大小小于指定的下标, 会抛出一个异常. 另外两个其他函数, 可以避免这类异常:

  • getOrElse() 允许指定一个函数, 如果下标在集合中不存在, 可以通过这个函数来计算一个默认值.

  • getOrNull() 返回 null 作为下标不存在时的默认值.

fun main() { //sampleStart val numbers = listOf(1, 2, 3, 4) println(numbers.get(0)) println(numbers[0]) //numbers.get(5) // 发生异常! println(numbers.getOrNull(5)) // 返回 null println(numbers.getOrElse(5, {it})) // 返回 5 //sampleEnd }

获取 list 的一部分

除了 获取集合的一部分 中介绍过的共通操作之外, list 还提供了一个 subList() 函数, 它返回 list 中某个指定的下标范围中的元素构成的视图(view). 因此, 如果原集合中的元素发生变化, 那么在之前创建的子列表中它也会变化, 反过来也是如此.

fun main() { //sampleStart val numbers = (0..13).toList() println(numbers.subList(3, 6)) //sampleEnd }

查找元素位置

对任何 list, 你可以使用 indexOf()lastIndexOf() 函数查找一个元素的位置. 这些函数返回 list 中第一个和最后一个与参数相等的元素的位置. 如果不存在匹配的元素, 这两个函数都返回 -1.

fun main() { //sampleStart val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 2, 5) println(numbers.indexOf(2)) println(numbers.lastIndexOf(2)) //sampleEnd }

还有另一组函数, 接收的参数是一个判定条件, 并查找满足判定条件的元素:

  • indexOfFirst() 返回满足判定条件的 第一个元素的下标, 如果不存在匹配的元素, 则返回 -1.

  • indexOfLast() 返回满足判定条件的 最后一个元素的下标, 如果不存在匹配的元素, 则返回 -1.

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4) println(numbers.indexOfFirst { it > 2}) println(numbers.indexOfLast { it % 2 == 1}) //sampleEnd }

在 list 中查找元素还有另一种方式 – 折半查找(binary search). 这种方法的速度要比其他内建函数快很多, 但它 要求 list 按照升序 排序, 排序方法可以是: 自然顺序, 或通过函数参数指定的其它顺序. 否则, 这个函数的查找结果是不确定的.

要在排序的 list 中查找一个元素, 请使用 binarySearch() 函数, 要查找的元素作为参数. 如果这个元素存在, 这个函数返回它的下标; 否则, 它返回 (-insertionPoint - 1), 其中的 insertionPoint 是为了保持 list 正确排序, 这个元素应该插入的下标. 如果存在多个元素等于指定的值, 查找结果可能返回其中任何一个的下标.

也可以指定查找的下标范围: 这种情况下, 这个函数只在指定的两个下标之间进行查找.

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four") numbers.sort() println(numbers) println(numbers.binarySearch("two")) // 结果是 3 println(numbers.binarySearch("z")) // 结果是 -5 println(numbers.binarySearch("two", 0, 2)) // 结果是 -3 //sampleEnd }

如果 list 元素不是 Comparable 对象, 那么在进行折半查找(Binary search)时, 需要提供一个 Comparator. list 中的元素必须按这个 Comparator 比较的结果升序排列. 下面我们来看看示例程序:

data class Product(val name: String, val price: Double) fun main() { //sampleStart val productList = listOf( Product("WebStorm", 49.0), Product("AppCode", 99.0), Product("DotTrace", 129.0), Product("ReSharper", 149.0)) println(productList.binarySearch(Product("AppCode", 99.0), compareBy<Product> { it.price }.thenBy { it.name })) //sampleEnd }

这里我们有一个 Product 的 list, 其中的 Product 对象不是 Comparable, 然后我们通过一个 Comparator 定义了它们的排序方式: 如果 p1 的价格低于 p2, 则产品 p1 排在 p2 之前. 因此, 首先让 list 按照这个规则升序排列, 然后我们使用 binarySearch() 来查找指定的 Product 的下标.

如果 list 中的元素是 Comparable 对象, 但不使用其自然顺序, 比如, 对 String 不区分大小写排序的情况, 这时自定义的比较器也是很方便的.

fun main() { //sampleStart val colors = listOf("Blue", "green", "ORANGE", "Red", "yellow") println(colors.binarySearch("RED", String.CASE_INSENSITIVE_ORDER)) // 结果是 3 //sampleEnd }

进行折半查找(Binary search)时, 使用 比较(Comparison) 函数, 不必指定确切的查找值即可查找元素. 这种查找方法不需要具体的元素值, 而是接受一个比较函数, 比较函数负责将元素变换为 Int 值, 然后查找变换结果为 0 的元素. list 必须按照比较函数规定的升序排序; 也就是说, list 中各个元素传递给比较函数之后的返回值必须是递增的.

import kotlin.math.sign //sampleStart data class Product(val name: String, val price: Double) fun priceComparison(product: Product, price: Double) = sign(product.price - price).toInt() fun main() { val productList = listOf( Product("WebStorm", 49.0), Product("AppCode", 99.0), Product("DotTrace", 129.0), Product("ReSharper", 149.0)) println(productList.binarySearch { priceComparison(it, 99.0) }) } //sampleEnd

使用比较器(Comparator)和比较(Comparison)函数的折半查找, 也同样可以针对 list 的下标范围进行查找.

List 的写入操作

除了 集合写入操作 中介绍的集合共通的写操作之外, 可变(mutable) list 还支持 list 独有的写操作. 这类操作使用下标访问元素的方式进行, 增加了 list 的修改能力.

添加元素

要将元素添加到 list 的指定位置, 可以使用 add()addAll() 函数, 通过参数指定元素插入的位置. 这个位置之后的所有既有元素, 都会向右移动.

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "five", "six") numbers.add(1, "two") numbers.addAll(2, listOf("three", "four")) println(numbers) //sampleEnd }

更新元素

List 还提供了函数, 可以替换指定位置的元素 - set() 函数, 以及相应的操作符 []. set() 函数不会改变其他任何元素的下标.

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "five", "three") numbers[1] = "two" println(numbers) //sampleEnd }

fill() 函数会将集合的所有元素简单地替换为指定的值.

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4) numbers.fill(3) println(numbers) //sampleEnd }

删除元素

要从 list 的指定位置删除元素, 可以使用 removeAt() 函数, 参数是元素位置. 在这个被删除元素之后的所有其他既有元素, 下标会减少 1.

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4, 3) numbers.removeAt(1) println(numbers) //sampleEnd }

排序(Sorting)

集合排序(Ordering) 中, 我们介绍了按照指定顺序获取集合元素的操作. 对于可变的 list, 标准库提供了类似的扩展函数, 对 list 原地(in place)执行相同的操作. 如果对一个 list 执行这类操作, 它会改变这个 list 实例中的元素顺序.

原地(in place)排序函数的名称与只读 list 的排序函数类似, 但没有 ed/d 后缀:

对可变 list 调用 asReversed() 会返回另一个可变 list, 它是原 list 的一个反序视图(reversed view). 在这个视图中的变更会反映到原 list 中. 下面是可变 list 排序函数的示例:

fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four") numbers.sort() println("Sort into ascending: $numbers") numbers.sortDescending() println("Sort into descending: $numbers") numbers.sortBy { it.length } println("Sort into ascending by length: $numbers") numbers.sortByDescending { it.last() } println("Sort into descending by the last letter: $numbers") numbers.sortWith(compareBy<String> { it.length }.thenBy { it }) println("Sort by Comparator: $numbers") numbers.shuffle() println("Shuffle: $numbers") numbers.reverse() println("Reverse: $numbers") //sampleEnd }
最终更新: 2024/10/17