在上篇笔记中，我们对 Kotlin 的基本类型、关键字、类与对象，以及与 Java 之间互调的内容有了一些认识，这篇笔记来看看 Kotlin 中几种特殊的类，以及集合相关的常用操作。
1. Kotlin 数据类
Kotlin 语言中有个特殊的类叫 数据类，这个类型是 Kotlin 专门用来表示一个 Java Bean 的，为啥这么说？因为它帮我们自动生成了一个数据类应该有的方法。比如：getter/setter 方法、toString()、hashCode()、equals()、copy() 方法。举个栗子：
// code 1
data class Book(val id: Int, val name: String) {
}
Kotlin 代码就这么点，然后再看看为我们生成的 Java 代码：（如何查看生成的 Java 代码？找到 AndroidStudio 的 Tools 选项，依次选 Kotlin、show Kotlin ByteCode，然后在新出现的代码窗口点击 Decompile 就可以看到生成的 Java 代码了）
// code 2
public final class Book {
private final int id;
@NotNull
private final String name;
public final int getId() {
return this.id;
}
@NotNull
public final String getName() {
return this.name;
}
public Book(int id, @NotNull String name) {
Intrinsics.checkNotNullParameter(name, "name");
super();
this.id = id;
this.name = name;
}
public final int component1() {
return this.id;
}
@NotNull
public final String component2() {
return this.name;
}
@NotNull
public final Book copy(int id, @NotNull String name) {
Intrinsics.checkNotNullParameter(name, "name");
return new Book(id, name);
}
// $FF: synthetic method
public static Book copy$default(Book var0, int var1, String var2, int var3, Object var4) {
if ((var3 & 1) != 0) {
var1 = var0.id;
}
if ((var3 & 2) != 0) {
var2 = var0.name;
}
return var0.copy(var1, var2);
}
@NotNull
public String toString() {
return "Book(id=" + this.id + ", name=" + this.name + ")";
}
public int hashCode() {
int var10000 = this.id * 31;
String var10001 = this.name;
return var10000 + (var10001 != null ? var10001.hashCode() : 0);
}
public boolean equals(@Nullable Object var1) {
if (this != var1) {
if (var1 instanceof Book) {
Book var2 = (Book)var1;
if (this.id == var2.id && Intrinsics.areEqual(this.name, var2.name)) {
return true;
}
}
return false;
} else {
return true;
}
}
}
想不到吧？一行 Kotlin 竟然帮我们干了这么多事！这也说明用 Kotlin 确实能减少代码量，提升 Coding 效率。再看看 Kotlin 数据类的特点。
首先，data class 是一个 final 类，说明 data class 是无法被继承的，哪怕在它前面加 open 关键字也不行。细心的同学可能发现了：这个 Book 并没有 setter 方法呀？没错，那是因为之前在写 Kotlin 代码时，把 id 和 name 两个参数设置为 val 不可变变量了，如果改成 var 再次生成一下，你就会发现有 setter 方法了。
然后，其他的 hashCode、toString、equals、copy 方法都是常规的一些操作，当然，也可以在 data class 里面重写这些方法，达到自己想要的效果。
再看一眼，发现还有两个比较陌生的方法：component1() 和 component2()，和 getter 方法一样啊，为啥？其实这两个方法是 data class 用来解构的，方便用户直接拿到某个对象中的属性值，如下：
// code 3
val book = Book(1, "鲁迅文集")
book.id = 23 // setter 方法
val(bookId, bookName) = book // 对 book 直接解构
print("bookName = $bookName") // 输出：“bookName = 鲁迅文集”
如果还有第三个属性的话一样的，就会给你生成 component3()，以此类推。这两个 component 是 data class 自动生成的，如果普通的 class 也想这样解构，也可以，需要使用 operator 关键字，对类中的属性做一个关联：
// code 4
class Car(var brand: String, var price: Double) { // 普通类 解构
operator fun component1(): String {
return this.brand
}
operator fun component2(): Double {
return this.price
}
}
operator 关键字可以用来重载操作符或者实现一个约定。这里就是实现了一个约定。这样写之后就可以像 data class 一样进行解构了。Kotlin 的这种解构方式用的比较多的地方是在 Map 数据结构中，它不需要像 Java 一样先拿到 Entry 对象，然后才能拿到 key 值和 value 值，直接用这种解构即可。
// code 5
val person = mapOf<String, String>("name" to "Jack", "age" to "23")
for ((key, value) in person) {
println("key: $key ==== value: $value")
} // (是不是比 Java 方便多了？)
2. Kotlin 枚举类（密闭类）
Kotlin 中也有枚举类，使用方法与 Java 的枚举类一样，此外，Kotlin 还有一个更加强大的枚举类，称为密闭类，用 sealed 关键字修饰。密闭类可以有自己的子类，而且可以扩展它的子类，例如给子类设置一些参数等，要知道，枚举类是不具有这种特点的：
// code 6
// Kotlin 密闭类（高级枚举类）
sealed class Language {
object English: Language()
object Japanese: Language()
class Chinese(var isDialect: Boolean): Language() // 是否方言
}
3. Kotlin 循环写法
这个就没啥可说了，直接上代码！
// code 7
for (i in 1..10) { // 注意 x..y 表示的是 x<= i <= y，都是闭区间，且 x <= y，否则 i 为空
print("$i ") // 输出 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
}
for (i in 1 until 10) { // 区间为 前闭后开
print("$i ") // 输出 1 2 3 4 5 6 7 8 9
}
for (i in 10 downTo 1) { // 递减循环
print("$i ") // 输出 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
}
for (i in 1..10 step 2) { // step 为步进长
print("$i ") // 输出 1 3 5 7 9
}
repeat(10) { // 高阶函数，大括号里表示的是 Lambda 表达式，传进的参数为循环执行这个表达式多少次，it 表示的是目前执行的是第几次，从 0 开始
print(it) // 输出 0123456789
}
// 平时用的比较多的还是取集合中的元素
val list = listOf("I","am","Chinese")
for (str in list) {
print("$str ")
}
for ((index, str) in list.withIndex()){
print("第${index}元素是$str")
}
4. Kotlin 常用集合
在 Kotlin 中常用的集合类主要有 List：有序集合，可通过索引访问元素； Set：唯一元素集合，无重复元素的集合；Map：键值对集合，键是唯一的。这 3 种都是 集合接口，这些都和 Java 中的一样。
Kotlin 的集合也可以根据是否可变分为两大类：可变集合 和 不可变集合。不可变集合就是集合中的元素是不可以被修改的，没有 add、remove 等写操作的方法。一般在声明的时候就定义了集合是否可变，可变的集合声明就是 mutableListOf()、mutableSetOf()、mutableMapOf(). 不可变的集合声明是 listOf()、setOf()、mapOf(). 当然，如果在声明的时候就知道集合里的元素，就可以使用这些函数进行初始化：
// code 8
val list = listOf("a", "b", "c", "d") // 不可变集合声明
val mutableMap = mutableMapOf("name" to "Tom", "age" to "99") // 可变集合声明
创建空集合的函数用的比较少，分别是 emptyList()、emptySet()、emptyMap() 。而且创建出来的都是只读类型的集合，又不能往里面放元素，所以用的少。
用的较多的当然还是构造函数，以 List 作为说明，Set 和 Map 以此类推。
// code 9
val doubled = List(3, { it * 2 }) // 通过索引 index 初始化集合，初始化了元素个数为 3 的不可变链表。如果需要可变，则用 MutableList
println(doubled) // 输出：[0, 2, 4]
// 创建具体类型的集合，例如 ArrayList 或 LinkedList，其实这些最后都是调用的 Java 中相应集合类
val linkedList = LinkedList<String>(listOf("one", "two", "three")) // 创建链表
Kotlin 当然也有数组集合 Array，但是用的并不是很多，基本上以上 3 种集合都可以胜任了。Array 的声明：
// code 10
val array = Array(5, { it + 1 }) // 初始化长度为 5 的数组 [1,2,3,4,5]
array[0] = 99 // array 可修改元素值，修改后为 [99,2,3,4,5]
与 code 9 中的 List 不一样的是，Array 的这种初始化后的 array 对象，是可以对数组中的元素做修改的，但是其他的 List、Set、Map 都不行。
5. Kotlin 集合操作符
Kotlin 为集合扩展了许多操作符，而且这些操作符还支持链式调用，非常方便。相比于 RxJava 来说，代码量会少很多。照例还是举个栗子吧。下面的例子是将一段字符进行加密转换的操作，先看看 RxJava 是怎么处理的。
// code 8
public class RxJavaExample {
public static void main(String[] args) {
final String[] a = new String[]{"4","0","7","i","f","w","0","9"};
final Integer[] index = new Integer[]{5,3,9,4,8,3,1,9,2,1,7};
Observable.just(index) // 1. 传入 index 数组
.flatMap(new Function<Integer[], ObservableSource<Integer>>() {
// flatMap 可将集合拆成一个个元素返回
@Override
public ObservableSource<Integer> apply(Integer[] integers) throws Throwable {
// 2. 调用 flatMap 方法将数组中的 Integer 元素一个个取出
return Observable.fromArray(integers);
}
})
.filter(new Predicate<Integer>() {
@Override
public boolean test(Integer i) throws Throwable {
// 3. 调用 filter 方法，将小于 a 数组长度的 元素 过滤出来
// 得到 5,3,4,3,1,2,1,7
return i < a.length;
}
})
.map(new Function<Integer, String>() {
// map 可将传入的参数类型，进行转换后输出，这里就是 Integer 转为 String 类型
@Override
public String apply(Integer integer) throws Throwable {
// 4. 调用 map 方法，将得到的一串数字再依次作为 integer 参数输入 a[integer] 中
// 得到 "w","i","f","i","0","7","0","9"
return a[integer];
}
})
.reduce(new BiFunction<String, String, String>() {
@Override
public String apply(String s, String s2) throws Throwable {
// 5. 调用 reduce 方法，将 得到的字符串两两组合
// 得到 "wifi0709"
System.out.println("中间结果：s = " + s + " s2 = " + s2);
return s + s2;
}
})
.subscribe(new Consumer<String>() {
@Override
public void accept(String s) throws Throwable {
System.out.println("最终结果：" + s);
}
});
}
}
RxJava 中有许多的操作符，这里只列举了几个，它们的用法在注释里都可以找到。其中 reduce 的操作我之前是有点不清楚，找到的答案都是说，传入的第一个变量和第二个变量经过处理后，依次两两组合处理，最终得到结果。但到底是怎么个“两两组合处理”？在这里我打印出了中间结果就一目了然了：
再来看看 Kotlin 的写法：
// code 9
object CollectionOperator {
private val a = arrayOf("4", "0", "7", "i", "f", "w", "0", "9")
private val index = arrayOf(5, 3, 9, 4, 8, 3, 1, 9, 2, 1, 7)
fun exampleOutput() {
index
.filter {
it < a.size
}
.map {
a[it]
}
.reduce { s, s2 ->
"$s$s2"
}
.also {
println("最终结果：s = $it")
}
}
}
没想到，Kotlin 的好多集合操作符跟 RxJava 命名都是一样的！而且更好用，比如 Kotlin 不用 flatMap ，自动就将集合中的元素拆成一个个的了，filter 里面的 it 就是代表的集合中的一个个的元素。map、reduce 这不就是借鉴的 RxJava 吗？而且 Kotlin 的 Lambda 表达式使得代码更为简洁。
除了上述的集合操作符，常见的还包括下面的几个操作符，直接在代码中讲解更清楚：
// code 10
val test = listOf("2","3","x","2","g","9","k","o") // 测试集合
// 1、contains：判断是否含有某元素
println(test.contains("x")) // 输出：true
println(test.contains("w")) // 输出：false
// 2、elementAt：返回对应的索引元素，越界会抛出 IndexOutOfBoundsException
println(test.elementAt(3)) // 输出："2"
// 3、firstOrNull ：找出满足条件的第一个元素，若无则返回 null
println(test.firstOrNull { it == "3" }) // 输出："3"
// 4、indexOf：返回指定元素的索引，若无则返回 -1
println(test.indexOf("k")) // 输出：6
// 5、singleOrNull：返回满足条件的单个元素，若没有元素满足条件或不止一个元素满足，则返回 null
test.singleOrNull{
it == "2"
}.also {
println(it) // 输出：null
}
// 6、any ：集合中任意一个元素若满足条件，则返回 true；否则返回 false
println(test.any { it == "o" }) // 输出：true
val list = listOf(23,-1,4,6,888,34)
// 7、all ：集合中所有元素都满足条件，则返回 true；否则返回 false
println(list.all { it < 1000 }) // 输出：true
// 8、none：集合中所有元素都不满足条件，则返回 true；否则返回 false
println(list.none { it - 100 > 100 }) // 输出：false
// 9、count：返回集合中满足条件的元素个数
println(list.count { it > 0 }) // 输出：5
// 10、reduce：集合中第一项和第二项进行处理，得出的结果再和第三项进行处理，一直处理到最后一个元素
println(list.reduce { v1, v2 ->
v1 + v2
}) // 输出：954
// 11、filter 操作符，过滤，Lambda 表达式是过滤的条件
println(list.filter { it > 0 }) // 输出：[23, 4, 6, 888, 34]
// 12、filterNot 与 filter 是互补的，输出 filter 过滤掉的
println(list.filterNot { it > 0 }) // 输出：[-1]
// 13、filterNotNull：过滤掉 null 的元素
println(listOf(null, 3, 5, null, 8).filterNotNull())
// 14、take：取前 n 个元素
println(list.take(3)) // 输出：[23, -1, 4]
// 15、mapIndexed：带 index 索引信息的 map
println(listOf(35,61,116,74).mapIndexed{ index, i ->
(i+index).toChar()
}) // 输出：[#, >, v, M]
// 16、mapNotNull：执行map转换前需要过滤掉 null 的元素
println(listOf(null, 33, 55, null, 88).mapNotNull {
it?.toChar()
}) // 输出：[!, 7, X]
// 17、groupBy：分组操作符。这里就是将 list 分为偶数奇数两组，返回一个 Map
println(list.groupBy { it % 2 == 0 }) // 输出：{false=[23, -1], true=[4, 6, 888, 34]}
// 18、reversed：生成一个与输入集合反序的集合
println(list.reversed()) // 输出：[34, 888, 6, 4, -1, 23]
// 19、sorted：生成一个升序排列集合，原集合不变
println(list.sorted())
// 20、sortedDescending：生成一个降序排列集合，原集合不变
println(list.sortedDescending())
// 21、sortedBy：自定义排序，主要针对 Pair 进行排序
val pairList = listOf(1 to "A", 2 to "B", 5 to "C", 3 to "D")
println(pairList.sortedBy {
it.first
}) // 输出：[(1, A), (2, B), (3, D), (5, C)]
println(pairList.sortedBy {
it.second
}) // 输出：[(1, A), (2, B), (5, C), (3, D)]
与 RxJava 类似，Kotlin 也有一个 flatMap 操作符，有许多同学不禁会问了：map 和 flatMap 有啥区别啊？可以根据名称来记，flatMap 有 flat，flat 英文意思是：平的，扁平的；使扁平，它有把集合数据拆开，铺展开的操作。再加个实例说明：
// code 11
val multipList = listOf(listOf(1,9,4,6), listOf("R","U","OK"))
println(multipList.map { it }) // 输出：[[1, 9, 4, 6], [R, U, OK]]
println(multipList.flatMap { it }) // 输出：[1, 9, 4, 6, R, U, OK]
所以还是那句话：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。
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参考文献
- 张涛; 极客时间 Kotlin 系列课程
- Kotlin 官方中文文档。https://www.kotlincn.net/docs/reference/collections-overview.html
- 全汪汪; Kotlin-Map和flatMap。https://www.jianshu.com/p/696d307c2c59
- 东海陈光剑; Kotlin 中的集合类排序。https://blog.csdn.net/universsky2015/article/details/83593126
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