List 相关操作
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() 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() 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() 返回
null
作为默认值。
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中常用的操作, List 还提供 subList() 函数,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。
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() 或 lastIndexOf() 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
。
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() 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() 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
。
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。 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。 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() 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。
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。 该列表必须根据此 Comparator
以升序排序。来看一个例子:
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。
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。
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
除了集合写操作中描述的集合修改操作之外, 可变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() 或 addAll() 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。
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() 及其操作符形式 []
。set()
不会更改其他元素的索引。
fun main() {
//sampleStart
val numbers = mutableListOf("one", "five", "three")
numbers[1] = "two"
println(numbers)
//sampleEnd
}
fill() 简单地将所有集合元素的值替换为指定值。
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() 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。
fun main() {
//sampleStart
val numbers = mutableListOf(1, 2, 3, 4, 3)
numbers.removeAt(1)
println(numbers)
//sampleEnd
}
排序
在集合排序中,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()、sortDescending()、sortBy() 等等。- shuffle() 代替
shuffled()
。 - reverse() 代替
reversed()
。
asReversed() 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:
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
}