集合泛型与操作符

所谓泛型：就是允许在定义类、接口、方法时指定类型形参，这个类型形参将在声明变量、创建对象、调用方法时动态地指定(即传入实际的类型参数，也可称为类型实参)。 Kotlin 泛型定义与 Java 类似，但有着更多特性支持。首先，我们来看看集合类中的泛型声明。

1. Kotlin 中的集合接口

kotlin 集合类

以上是 Kotlin 的集合接口关系，从上到下，依次下面继承(或实现)上面的接口。

所有类声明的泛型尖括号里面如果加入了 out 关键字，则说明这个类的对象是只读的，例如他只有：get()、size（）等方法，而没有 set()、remove()等方法。

相反的，如果没有加 out 关键字，或者换一种记法：如果开头是 MutableXXX 那就是一个跟 Java 中用法一致的集合类。

2. in 与 out

至此，你应该已经知道 out 关键字的含义了，与 out 对应的，还有一个 in。表示泛型参数是只写的。

泛型的 in 关键字一般用在我们定义的代码中。 在看下面这个 demo 之前，你需要知道一点：Kotlin 的泛型是支持协变的。例如下面这段代码：

  1. open class A
  2. open class B : A()
  3. open class C : B()
  5. val mutableList: MutableList<B> = mutableListOf(B(), B(), C())
  6. val list: List<A> = mutableList;

在 Kotlin 中，可以直接把 List<C> 的对象赋值给 List<A>
知道了上面这一点，我们接下来看 in 的用法。
泛型声明中，用 in 声明泛型参数，表示这个参数只能是入参，不能对外返回这个参数。

  1. open class A
  2. open class B : A()
  3. open class C : B()
  5. class TypeArray<in A> {
  7.     //in 修饰了 A，表示 A 是可以作为参数的。
  8.     fun getValue(a: A): Int? {
  9.         return a?.hashCode()
  10.     }
  12.     //这段代码是非法的，因为A 不能被返回
  13.     fun getA(a: A): A? {
  14.         return a
  15.     }
  16. }

3. 集合的初始化

在 Kotlin 中，集合类一般不使用构造方法去初始化，而是使用统一的入口方法，例如初始化一个 MutableList，我们使用的是如下代码：

  1.  val mutableList = mutableListOf(0, 1, 2, 3)

类似的初始化集合对象的方法还有

  1. //创建一个 List<> 对象
  2. var list = listOf(0, 1, 2)
  4. //创建一个 Set<> 对象
  5. val ss = setOf(1, 2, 4)

还有很多，可以在 kotlin.collections.Collections.kt文件中查看。

有一点需要知道的是，这些方法的返回值实际上返回的是 Java 的集合对象，目前只支持返回这些对象：

  1. java.util.ArrayList
  2. java.util.LinkedHashMap
  3. java.util.HashMap
  4. java.util.LinkedHashSet
  5. java.util.HashSet
  6. java.util.SortedSet
  7. java.util.TreeSet

其他的对象，目前还不支持，比如 LinkedList，个人觉得这个对象还是很常用的，不知道为什么没有方法提供，所以目前这类对象还是只能用构造方法去创建。

4. 操作符

Kotlin 中，操作符是用来对数据做操作的工具方法。
如果你使用过 RxJava 等一系列库，你一定会对操作符非常了解也对操作符的强大深有感触。
Kotlin 原生支持大量操作符，文尾将会列出常用操作符及含义。 这两幅图是我上周在《从 Java 到 Kotlin，当机器人不再喝咖啡》 技术分享时 PPT 中的两页，代码运行后是当时会场的 WiFi 密码，大家可以感受一下用 Kotlin 和 Java 实现的对比。

kotlin 集合类

kotlin 集合类

5. 操作符实现原理

以最简单也是最常用的一个操作符 forEach 举例。

  1. list.forEach {          
  2. }

在 Kotlin 中，操作符本质上是方法调用。例如 List 的 forEach 的实现原理实际上是定义了一个这样的方法。为 Iterable 增加了一个扩展方法，叫 forEach，它接收一个 T 作为参数，并返回 Unit 的闭包作为参数。

  1. public inline fun <T> Iterable<T>.forEach(action: (T) -> Unit): Unit {
  2.     for (element in this) action(element)
  3. }

而内部，实际上就是 for 循环对每一个对象调用传入的参数方法。

所以，我们也可以很轻松的通过这样的特性实现自己的自定义操作符。例如下面的代码为一个 List 添加一个转换操作符，可以将 List<A> 转换成 List<B>，其中 A 和 B 可以为任何类型。

  1. inline fun <T, E> Iterable<T>.convert(action: (T) -> E): MutableList<E> {
  2.     val list: MutableList<E> = mutableListOf()
  3.     for (element in this) list.add(action(element))
  4.     return list
  5. }
  7. {
  8.     val list: List<String> = listOf("hello","world")
  9.     list.convert {
  10.             it.hashCode()
  11.         }.forEach {
  12.             print("$it")
  13.         }
  14. }()

这样子就可以直接调用 list 的 convert 方法，只需要实现转换逻辑，就可以了。

6. 常用操作符

Kotlin 的操作符跟 RxJava 基本一致，不需要额外记忆。

下标操作类
  • contains —— 判断是否有指定元素
  • elementAt —— 返回对应的元素，越界会抛IndexOutOfBoundsException
  • firstOrNull —— 返回符合条件的第一个元素，没有 返回null
  • lastOrNull —— 返回符合条件的最后一个元素，没有 返回null
  • indexOf —— 返回指定元素的下标，没有 返回-1
  • singleOrNull —— 返回符合条件的单个元素，如有没有符合或超过一个，返回null
判断类
  • any —— 判断集合中 是否有满足条件 的元素
  • all —— 判断集合中的元素 是否都满足条件
  • none —— 判断集合中是否 都不满足条件，是则返回true
  • count —— 查询集合中 满足条件 的 元素个数
  • reduce —— 从 第一项到最后一项进行累计
过滤类
  • filter —— 过滤 掉所有 满足条件 的元素
  • filterNot —— 过滤所有不满足条件的元素
  • filterNotNull —— 过滤NULL
  • take —— 返回前 n 个元素
转换类
  • map —— 转换成另一个集合（与上面我们实现的 convert 方法作用一样）;
  • mapIndexed —— 除了转换成另一个集合，还可以拿到Index(下标);
  • mapNotNull —— 执行转换前过滤掉 为 NULL 的元素
  • flatMap —— 自定义逻辑合并两个集合；
  • groupBy —— 按照某个条件分组，返回Map；
排序类
  • reversed —— 反序
  • sorted —— 升序
  • sortedBy —— 自定义排序
  • sortedDescending —— 降序