# 序列 [TOC] 除了集合之外，Kotlin 标准库还包含另一种容器类型——_序列_（[`Sequence<T>`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.sequences/-sequence/index.html)）。序列提供与 [`Iterable`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/-iterable/index.html) 相同的函数，但实现另一种方法来进行多步骤集合处理。 当 `Iterable` 的处理包含多个步骤时，它们会优先执行：每个处理步骤完成并返回其结果——中间集合。在此集合上执行以下步骤。反过来，序列的多步处理在可能的情况下会延迟执行：仅当请求整个处理链的结果时才进行实际计算。 操作执行的顺序也不同：`Sequence` 对每个元素逐个执行所有处理步骤。反过来，`Iterable` 完成整个集合的每个步骤，然后进行下一步。 因此，这些序列可避免生成中间步骤的结果，从而提高了整个集合处理链的性能。但是，序列的延迟性质增加了一些开销，这些开销在处理较小的集合或进行更简单的计算时可能很重要。因此，应该同时考虑使用 `Sequence` 与 `Iterable`，并确定在哪种情况更适合。 ## 构造 ### 由元素 要创建一个序列，请调用 [`sequenceOf()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.sequences/sequence-of.html) 函数，列出元素作为其参数。 ```kotlin val numbersSequence = sequenceOf("four", "three", "two", "one") ``` ### 由 `Iterable` 如果已经有一个 `Iterable` 对象（例如 `List` 或 `Set`），则可以通过调用 [`asSequence()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.collections/as-sequence.html) 从而创建一个序列。 ```kotlin val numbers = listOf("one", "two", "three", "four") val numbersSequence = numbers.asSequence() ``` </div> ### 由函数 创建序列的另一种方法是通过使用计算其元素的函数来构建序列。要基于函数构建序列，请以该函数作为参数调用 [`generateSequence()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.sequences/generate-sequence.html)。（可选）可以将第一个元素指定为显式值或函数调用的结果。当提供的函数返回 `null` 时，序列生成停止。因此，以下示例中的序列是无限的。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val oddNumbers = generateSequence(1) { it + 2 } // `it` 是上一个元素 println(oddNumbers.take(5).toList()) //println(oddNumbers.count()) // 错误：此序列是无限的。 //sampleEnd } ``` 要使用 `generateSequence()` 创建有限序列，请提供一个函数，该函数在需要的最后一个元素之后返回 `null`。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val oddNumbersLessThan10 = generateSequence(1) { if (it < 10) it + 2 else null } println(oddNumbersLessThan10.count()) //sampleEnd } ``` ### 由组块 最后，有一个函数可以逐个或按任意大小的组块生成序列元素——[`sequence()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.sequences/sequence.html) 函数。此函数采用一个 lambda 表达式，其中包含 [`yield()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.sequences/-sequence-scope/yield.html) 与 [`yieldAll()`](https://kotlinlang.org/api/latest/jvm/stdlib/kotlin.sequences/-sequence-scope/yield-all.html) 函数的调用。它们将一个元素返回给序列使用者，并暂停 `sequence()` 的执行，直到使用者请求下一个元素。`yield()` 使用单个元素作为参数；`yieldAll()` 中可以采用 `Iterable` 对象、`Iterable` 或其他 `Sequence`。`yieldAll()` 的 `Sequence` 参数可以是无限的。 当然，这样的调用必须是最后一个：之后的所有调用都永远不会执行。 ```kotlin fun main() { //sampleStart val oddNumbers = sequence { yield(1) yieldAll(listOf(3, 5)) yieldAll(generateSequence(7) { it + 2 }) } println(oddNumbers.take(5).toList()) //sampleEnd } ``` ## 序列操作 关于序列操作，根据其状态要求可以分为以下几类： * _无状态_ 操作不需要状态，并且可以独立处理每个元素，例如 [`map()`](collection-transformations.html#映射) 或 [`filter()`](collection-filtering.html)。无状态操作还可能需要少量常数个状态来处理元素，例如 [`take()` 与 `drop()`](collection-parts.html)。 * _有状态_ 操作需要大量状态，通常与序列中元素的数量成比例。 如果序列操作返回延迟生成的另一个序列，则称为 _中间序列_。否则，该操作为 _末端_ 操作。 末端操作的示例为 [`toList()`](constructing-collections.html#复制) 或 [`sum()`](collection-aggregate.html)。只能通过末端操作才能检索序列元素。 序列可以多次迭代；但是，某些序列实现可能会约束自己仅迭代一次。其文档中特别提到了这一点。 ## 序列处理示例 我们通过一个示例来看 `Iterable` 与 `Sequence` 之间的区别。 ### Iterable 假定有一个单词列表。下面的代码过滤长于三个字符的单词，并打印前四个单词的长度。 ```kotlin fun main() { //sampleStart 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) //sampleEnd } ``` 运行此代码时，会看到 `filter()` 与 `map()` 函数的执行顺序与代码中出现的顺序相同。首先，将看到 `filter`：对于所有元素，然后是 `length`：对于在过滤之后剩余的元素，然后是最后两行的输出。 列表处理如下图：  ### Sequence 现在用序列写相同的逻辑： ```kotlin fun main() { //sampleStart val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ") // 将列表转换为序列 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：以列表形式获取结果。 println(lengthsSequence.toList()) //sampleEnd } ``` 此代码的输出表明，仅在构建结果列表时才调用 `filter()` 与 `map()` 函数。因此，首先看到文本 `“Lengths of..”` 的行，然后开始进行序列处理。请注意，对于过滤后剩余的元素，映射在过滤下一个元素之前执行。当结果大小达到 4 时，处理将停止，因为它是 `take(4)` 可以返回的最大大小。 序列处理如下图：  在此示例中，序列处理需要 18 个步骤，而不是 23 个步骤来执行列表操作。