kotlin集合——>迭代器、區(qū)間與數(shù)列
1.迭代器
對于遍歷集合元素，Kotlin 標(biāo)準(zhǔn)庫支持 迭代器 的常用機(jī)制?對象可按順序提供對元素的訪問權(quán)限，而 不會暴露集合的底層結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要逐個處理集合的所有元素(例如打印值或?qū)ζ溥M(jìn)行類似更新)時，迭代 器非常有用。
Iterable<T> 接口的繼承者(包括 Set 與 List )可以通過調(diào)用 iterator() 函數(shù)獲得迭代器。一 旦獲得迭代器它就指向集合的第一個元素;調(diào)用 next() 函數(shù)將返回此元素，并將迭代器指向下一個元素(如果下一個元素存在)。一旦迭代器通過了最后一個元素，它就不能再用于檢索元素;也無法重新指 向到以前的任何位置。要再次遍歷集合，請創(chuàng)建一個新的迭代器。
val numbers = listOf("one", "two", "three", "four") val numbersIterator = numbers.iterator() while (numbersIterator.hasNext()) { println(numbersIterator.next()) }
遍歷 Iterable 集合的另一種方法是眾所周知的 for 循環(huán)。在集合中使用 for 循環(huán)時，將隱式獲取 迭代器。因此，以下代碼與上面的示例等效
val numbers = listOf("one", "two", "three", "four") for (item in numbers) { println(item) }
最后，有一個好用的 forEach() 函數(shù)，可自動迭代集合并為每個元素執(zhí)行給定的代碼。因此，等效的示 例如下所示：
val numbers = listOf("one", "two", "three", "four") numbers.forEach { println(it) }
1.1 List迭代器
對于列表，有一個特殊的迭代器實現(xiàn):ListIterator 它支持列表雙向迭代:正向與反向。反向迭代由 hasPrevious() 和 previous() 函數(shù)實現(xiàn)。此外，ListIterator 通過 nextIndex() 與 previousIndex() 函數(shù)提供有關(guān)元素索引的信息。
val numbers = listOf("one", "two", "three", "four") val listIterator = numbers.listIterator() while (listIterator.hasNext()){
listIterator.next()
} while (listIterator.hasPrevious()) { print("Index: ${listIterator.previousIndex()}") println (", value: ${listIterator.previous()}") }
具有雙向迭代的能力意味著 ListIterator 在到達(dá)最后一個元素后仍可以使用
1.2 可變迭代器
為了迭代可變集合，于是有了 MutableIterator 來擴(kuò)展 Iterator 使其具有元素刪除函數(shù) remove() 。因此，可以在迭代時從集合中刪除元素
val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four") val mutableIterator = numbers.iterator() mutableIterator.next() mutableIterator.remove() println("After removal: $numbers")
除了刪除元素，MutableListIterator 還可以在迭代列表時插入和替換元素。
val numbers = mutableListOf("one", "four", "four") val mutableListIterator = numbers.listIterator() mutableListIterator.next() mutableListIterator.add("two") mutableListIterator.next() mutableListIterator.set("three") println(numbers)
2.區(qū)間與數(shù)列
Kotlin 可通過調(diào)用 kotlin.ranges 包中的 rangeTo() 函數(shù)及其操作符形式的 .. 輕松地創(chuàng)建兩 個值的區(qū)間。通常，rangeTo() 會輔以 in 或 !in 函數(shù)。
if(i in 1..4){ //等同于1<=i&&i<=4 print(i) }
整數(shù)類型區(qū)間(IntRange、LongRange、CharRange)還有一個拓展特性:可以對其進(jìn)行迭代。這些區(qū)間也是相應(yīng)整數(shù)類型的等差數(shù)列。這種區(qū)間通常用于 for 循環(huán)中的迭代。
for (i in 1..4) print(i)
要反向迭代數(shù)字，請使用 downTo 函數(shù)而不是 .. 。
for (i in 4 downTo 1) print(i)
也可以通過任意步?(不一定為 1 )迭代數(shù)字。這是通過 step 函數(shù)完成的。
for (i in 1..8 step 2) print(i) //輸出 1357 println() for (i in 8 downTo 1 step 2) print(i)//輸出 8642
要迭代不包含其結(jié)束元素的數(shù)字區(qū)間，請使用 until 函數(shù):
for (i in 1 until 10) { // i in [1, 10), 10被排除 print(i) }
2.1 區(qū)間
區(qū)間從數(shù)學(xué)意義上定義了一個封閉的間隔:它由兩個端點值定義，這兩個端點值都包含在該區(qū)間內(nèi)。區(qū)間是為可比較類型定義的:具有順序，可以定義任意實例是否在兩個給定實例之間的區(qū)間內(nèi)。區(qū)間的主要操作是 contains，通常以 in 與 !in 操作符的形式使用。
要為類創(chuàng)建一個區(qū)間，請在區(qū)間起始值上調(diào)用 rangeTo() 函數(shù)，并提供結(jié)束值作為參數(shù)。 rangeTo() 通常以操作符 .. 形式調(diào)用。
val versionRange = Version(1, 11)..Version(1, 30) println(Version(0, 9) in versionRange) println(Version(1, 20) in versionRange)
2.2 數(shù)列
如上個示例所示，整數(shù)類型的區(qū)間(例如 Int 、Long 與 Char )可視為等差數(shù)列。在 Kotlin 中，這些數(shù) 列由特殊類型定義:IntProgression、LongProgression 與 CharProgression。
數(shù)列具有三個基本屬性:first 元素、last 元素和一個非零的 step 。首個元素為 first ，后續(xù)元素是前一個元素加上一個 step。以確定的步?在數(shù)列上進(jìn)行迭代等效于Java/JavaScript中基于索 引的 for 循環(huán)
for (int i = first; i <= last; i += step) { // ...... }
通過迭代數(shù)列隱式創(chuàng)建區(qū)間時，此數(shù)列的 first 與 last 元素是區(qū)間的端點，step 為 1
for (i in 1..10) print(i)
要指定數(shù)列步?，請在區(qū)間上使用 step 函數(shù)
for (i in 1..8 step 2) print(i)
數(shù)列的 last 元素是這樣計算的:
— 對于正步?:不大于結(jié)束值且滿足 (last - first) % step == 0 的最大值。 — 對于負(fù)步?:不小于結(jié)束值且滿足 (last - first) % step == 0 的最小值。
因此，last 元素并非總與指定的結(jié)束值相同
for (i in 1..9 step 3) print(i) // 最后一個元素是 7
要創(chuàng)建反向迭代的數(shù)列，請在定義其區(qū)間時使用 downTo 而不是 .. 。
for (i in 4 downTo 1) print(i)
數(shù)列實現(xiàn) Iterable<N>，其中 N 分別是 Int、Long 或 Char，因此可以在各種集合函數(shù)(如map、filter 與其他)中使用它們
println((1..10).filter { it % 2 == 0 })
3.序列
除了集合之外，Kotlin 標(biāo)準(zhǔn)庫還包含另一種容器類型?序列(Sequence<T>)。序列提供與 Iterable 相同的函數(shù)，但實現(xiàn)另一種方法來進(jìn)行多步驟集合處理。
當(dāng) Iterable 的處理包含多個步驟時，它們會優(yōu)先執(zhí)行:每個處理步驟完成并返回其結(jié)果?中間集合。在此集合上執(zhí)行以下步驟。反過來，序列的多步處理在可能的情況下會延遲執(zhí)行:僅當(dāng)請求整個處理鏈的結(jié)果時才進(jìn)行實際計算。
操作執(zhí)行的順序也不同:Sequence 對每個元素逐個執(zhí)行所有處理步驟。反過來，Iterable 完成整 個集合的每個步驟，然后進(jìn)行下一步。
因此，這些序列可避免生成中間步驟的結(jié)果，從而提高了整個集合處理鏈的性能。但是，序列的延遲性質(zhì) 增加了一些開銷，這些開銷在處理較小的集合或進(jìn)行更簡單的計算時可能很重要。因此，應(yīng)該同時考慮 使用 Sequence 與 Iterable，并確定在哪種情況更適合
4.構(gòu)造
4.1 由元素,要創(chuàng)建一個序列，請調(diào)用 sequenceOf() 函數(shù)，列出元素作為其參數(shù)
val numbersSequence = sequenceOf("four", "three", "two", "one")
4.2 由 Iterable，如果已經(jīng)有一個 Iterable 對象(例如 List 或 Set )，則可以通過調(diào)用 asSequence() 從而創(chuàng)建一個序列。
val numbers = listOf("one", "two", "three", "four") val numbersSequence = numbers.asSequence()
4.3 由函數(shù)，創(chuàng)建序列的另一種方法是通過使用計算其元素的函數(shù)來構(gòu)建序列。要基于函數(shù)構(gòu)建序列，請以該函數(shù)作 為參數(shù)調(diào)用 generateSequence()。(可選)可以將第一個元素指定為顯式值或函數(shù)調(diào)用的結(jié)果。當(dāng)
提供的函數(shù)返回 null 時，序列生成停止。因此，以下示例中的序列是無限的
val oddNumbers = generateSequence(1) { it + 2 } // `it` 是上一個元素 println(oddNumbers.take(5).toList()) //println(oddNumbers.count()) // 錯誤:此序列是無限的。
要使用 generateSequence() 創(chuàng)建有限序列，請?zhí)峁┮粋€函數(shù)，該函數(shù)在需要的最后一個元素之后 返回 null
val oddNumbersLessThan10 = generateSequence(1) { if (it < 10) it + 2 else null } println(oddNumbersLessThan10.count())
4.4 由組塊，最后有一個函數(shù)可以逐個或按任意大小的組塊生成序列元素sequence( )函數(shù).此函數(shù)采用一個lambda 表達(dá)式，其中包含 yield() 與 yieldAll() 函數(shù)的調(diào)用。它們將一個元素返回給序列使用 者，并暫停 sequence() 的執(zhí)行，直到使用者請求下一個元素。yield() 使用單個元素作為參 數(shù);yieldAll() 中可以采用 Iterable 對象、Iterable 或其他 Sequence 。yieldAll() 的Sequence 參數(shù)可以是無限的。當(dāng)然，這樣的調(diào)用必須是最后一個:之后的所有調(diào)用都永遠(yuǎn)不會執(zhí)行
val oddNumbers = sequence { yield(1) yieldAll(listOf(3, 5)) yieldAll(generateSequence(7) { it + 2 }) } println(oddNumbers.take(5).toList())
5.序列操作
關(guān)于序列操作，根據(jù)其狀態(tài)要求可以分為以下幾類：
— 無狀態(tài)操作不需要狀態(tài)，并且可以獨立處理每個元素，例如map()或filter()。無狀態(tài)操作還可能需要少量常數(shù)個狀態(tài)來處理元素，例如 take() 與 drop()。
— 有狀態(tài)操作需要大量狀態(tài)，通常與序列中元素的數(shù)量成比例
如果序列操作返回延遲生成的另一個序列，則稱為 中間序列。否則，該操作為 末端 操作。末端操作的示 例為 toList() 或 sum()。只能通過末端操作才能檢索序列元素。
序列可以多次迭代;但是，某些序列實現(xiàn)可能會約束自己僅迭代一次。其文檔中特別提到了這一點。
6.序列處理示例
我們通過一個示例來看 Iterable 與 Sequence 之間的區(qū)別
6.1 Iterable，假定有一個單詞列表。下面的代碼過濾?于三個字符的單詞，并打印前四個單詞的?度
val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ") val lengthsList = words.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 } .map { println("length: ${it.length}"); it.length }.take(4) println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars:") println(lengthsList)
運行此代碼時，會看到 filter() 與 map() 函數(shù)的執(zhí)行順序與代碼中出現(xiàn)的順序相同。首先，將看到 filter :對于所有元素，然后是 length :對于在過濾之后剩余的元素，然后是最后兩行的輸出。列表處理如下圖
6.2 Sequence，現(xiàn)在用序列寫相同的邏輯
val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ") // 將列表轉(zhuǎn)換為序列 val wordsSequence = words.asSequence() val lengthsSequence = wordsSequence.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 } .map { println("length: ${it.length}"); it.length } .take(4) println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars") // 末端操作:以列表形式獲取結(jié)果。 println(lengthsSequence.toList())
此代碼的輸出表明，僅在構(gòu)建結(jié)果列表時才調(diào)用 filter() 與 map() 函數(shù)。因此，首先看到文本 “Lengths of..” 的行，然后開始進(jìn)行序列處理。請注意，對于過濾后剩余的元素，映射在過濾下一個元素之前執(zhí)行。當(dāng)結(jié)果大小達(dá)到 4 時，處理將停止，因為它是 take(4) 可以返回的最大大小
序列處理如下圖:在此示例中，序列處理需要 18 個步驟，而不是 23 個步驟來執(zhí)行列表操作
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