List相关操作 · Kotin知识点难点归纳总结

# List 相关操作 [TOC] [`List`](collections-overview.html#list) 是 Kotlin 标准库中最受欢迎的集合类型。对列表元素的索引访问为 List 提供了一组强大的操作。 ## 按索引取元素 List 支持按索引取元素的所有常用操作： `elementAt()` 、 `first()` 、 `last()` 与[取单个元素](collection-elements.html)中列出的其他操作。List 的特点是能通过索引访问特定元素，因此读取元素的最简单方法是按索引检索它。这是通过 [`get()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/-list/get.html) 函数或简写语法 `[index]` 来传递索引参数完成的。如果 List 长度小于指定的索引，则抛出异常。另外，还有两个函数能避免此类异常： * [`getOrElse()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/get-or-else.html) 提供用于计算默认值的函数，如果集合中不存在索引，则返回默认值。 * [`getOrNull()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/get-or-null.html) 返回 `null` 作为默认值。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = listOf(1, 2, 3, 4) println(numbers.get(0)) println(numbers[0]) //numbers.get(5) // exception! println(numbers.getOrNull(5)) // null println(numbers.getOrElse(5, {it})) // 5 //sampleEnd } ``` ## 取列表的一部分除了[取集合的一部分](collection-parts.html)中常用的操作， List 还提供 [`subList()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/-list/sub-list.html) 该函数将指定元素范围的视图作为列表返回。因此，如果原始集合的元素发生变化，则它在先前创建的子列表中也会发生变化，反之亦然。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = (0..13).toList() println(numbers.subList(3, 6)) //sampleEnd } ``` ## 查找元素位置 ### 线性查找在任何列表中，都可以使用 [`indexOf()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/index-of.html) 或 [`lastIndexOf()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/last-index-of.html) 函数找到元素的位置。它们返回与列表中给定参数相等的元素的第一个或最后一个位置。如果没有这样的元素，则两个函数均返回 `-1`。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 2, 5) println(numbers.indexOf(2)) println(numbers.lastIndexOf(2)) //sampleEnd } ``` 还有一对函数接受谓词并搜索与之匹配的元素： * [`indexOfFirst()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/index-of-first.html) 返回与谓词匹配的*第一个元素的索引*，如果没有此类元素，则返回 `-1`。 * [`indexOfLast()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/index-of-last.html) 返回与谓词匹配的*最后一个元素的索引*，如果没有此类元素，则返回 `-1`。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4) println(numbers.indexOfFirst { it > 2}) println(numbers.indexOfLast { it % 2 == 1}) //sampleEnd } ``` ### 在有序列表中二分查找还有另一种搜索列表中元素的方法——[二分查找算法](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%8C%E5%88%86%E6%90%9C%E5%B0%8B%E6%BC%94%E7%AE%97%E6%B3%95)。它的工作速度明显快于其他内置搜索功能，但*要求该列表按照一定的顺序*（自然排序或函数参数中提供的另一种排序）按升序[排序过](collection-ordering.html)。否则，结果是不确定的。要搜索已排序列表中的元素，请调用 [`binarySearch()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/binary-search.html) 函数，并将该值作为参数传递。如果存在这样的元素，则函数返回其索引；否则，将返回 `(-insertionPoint - 1)`，其中 `insertionPoint` 为应插入此元素的索引，以便列表保持排序。如果有多个具有给定值的元素，搜索则可以返回其任何索引。还可以指定要搜索的索引区间：在这种情况下，该函数仅在两个提供的索引之间搜索。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "two", "three", "four") numbers.sort() println(numbers) println(numbers.binarySearch("two")) // 3 println(numbers.binarySearch("z")) // -5 println(numbers.binarySearch("two", 0, 2)) // -3 //sampleEnd } ``` #### Comparator 二分搜索如果列表元素不是 `Comparable`，则应提供一个用于二分搜索的 [`Comparator`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin/-comparator.html)。该列表必须根据此 `Comparator` 以升序排序。来看一个例子： ```kotlin 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 } ``` 这是一个不可`排序`的 `Product` 实例列表，以及一个定义排序的 `Comparator`：如果 `p1` 的价格小于 `p2` 的价格，则产品 `p1` 在产品 `p2` 之前。因此，按照此顺序对列表进行升序排序后，使用 `binarySearch()` 查找指定的 `Product`的索引。当列表使用与自然排序不同的顺序时（例如，对 `String` 元素不区分大小写的顺序），自定义 Comparator 也很方便。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val colors = listOf("Blue", "green", "ORANGE", "Red", "yellow") println(colors.binarySearch("RED", String.CASE_INSENSITIVE_ORDER)) // 3 //sampleEnd } ``` #### 比较函数二分搜索使用 _比较_ 函数的二分搜索无需提供明确的搜索值即可查找元素。取而代之的是，它使用一个比较函数将元素映射到 `Int` 值，并搜索函数返回 0 的元素。该列表必须根据提供的函数以升序排序；换句话说，比较的返回值必须从一个列表元素增长到下一个列表元素。 ```kotlin 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 ``` Comparator 与比较函数二分搜索都可以针对列表区间执行。 ## List 写操作除了[集合写操作](collection-write.html)中描述的集合修改操作之外，[可变](collections-overview.html#集合类型)列表还支持特定的写操作。这些操作使用索引来访问元素以扩展列表修改功能。 ### 添加要将元素添加到列表中的特定位置，请使用 [`add()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/-mutable-list/add.html) 或 [`addAll()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/add-all.html) 并提供元素插入的位置作为附加参数。位置之后的所有元素都将向右移动。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "five", "six") numbers.add(1, "two") numbers.addAll(2, listOf("three", "four")) println(numbers) //sampleEnd } ``` ### 更新列表还提供了在指定位置替换元素的函数——[`set()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/-mutable-list/set.html) 及其操作符形式 `[]`。`set()` 不会更改其他元素的索引。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf("one", "five", "three") numbers[1] = "two" println(numbers) //sampleEnd } ``` [`fill()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/fill.html) 简单地将所有集合元素的值替换为指定值。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4) numbers.fill(3) println(numbers) //sampleEnd } ``` ### 删除要从列表中删除指定位置的元素，请使用 [`removeAt()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/-mutable-list/remove-at.html) 函数，并将位置作为参数。在元素被删除之后出现的所有元素索引将减 1。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4, 3) numbers.removeAt(1) println(numbers) //sampleEnd } ``` ### 排序在[集合排序](collection-ordering.html)中，描述了按特定顺序检索集合元素的操作。对于可变列表，标准库中提供了类似的扩展函数，这些扩展函数可以执行相同的排序操作。将此类操作应用于列表实例时，它将更改指定实例中元素的顺序。就地排序函数的名称与应用于只读列表的函数的名称相似，但没有 `ed/d` 后缀： * `sort*` 在所有排序函数的名称中代替 `sorted*`：[`sort()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/sort.html)、[`sortDescending()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/sort-descending.html)、[`sortBy()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/sort-by.html) 等等。 * [`shuffle()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/shuffle.html) 代替 `shuffled()`。 * [`reverse()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/reverse.html) 代替 `reversed()`。 [`asReversed()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/as-reversed.html) 在可变列表上调用会返回另一个可变列表，该列表是原始列表的反向视图。在该视图中的更改将反映在原始列表中。以下示例展示了可变列表的排序函数： ```kotlin 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 } ```