聚合操作
- fold 与 reduce

聚合操作

Kotlin 集合包含用于常用的 聚合操作 （基于集合内容返回单个值的操作）的函数。其中大多数是众所周知的，并且其工作方式与在其他语言中相同。

minOrNull() 与 maxOrNull() 分别返回最小和最大的元素。 On empty collections, they return null.
average() 返回数字集合中元素的平均值。
sum() 返回数字集合中元素的总和。
count() 返回集合中元素的数量。


fun main() {
    val numbers = listOf(6, 42, 10, 4)
    println("Count: ${numbers.count()}")
    println("Max: ${numbers.maxOrNull()}")
    println("Min: ${numbers.minOrNull()}")
    println("Average: ${numbers.average()}")
    println("Sum: ${numbers.sum()}")
}

还有一些通过某些选择器函数或自定义 Comparator 来检索最小和最大元素的函数。

maxByOrNull() 与 minByOrNull() 接受一个选择器函数并返回使选择器返回最大或最小值的元素。
maxWithOrNull() 与 minWithOrNull() 接受一个 Comparator 对象并且根据此 Comparator 对象返回最大或最小元素。
maxOfOrNull() and minOfOrNull() take a selector function and return the largest or the smallest return value of the selector itself.
maxOfWithOrNull() and minOfWithOrNull() take a Comparator object and return the largest or smallest selector return value according to that Comparator.

These functions return null on empty collections. There are also alternatives – maxOf, minOf, maxOfWith, and minOfWith – which do the same as their counterparts but throw a NoSuchElementException on empty collections.


fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(5, 42, 10, 4)
    val min3Remainder = numbers.minByOrNull { it % 3 }
    println(min3Remainder)
    val strings = listOf("one", "two", "three", "four")
    val longestString = strings.maxWithOrNull(compareBy { it.length })
    println(longestString)
//sampleEnd
}

Besides regular sum(), there is an advanced summation function sumOf() that takes a selector function and returns the sum of its application to all collection elements. Selector can return different numeric types: Int, Long, Double, UInt, and ULong (also BigInteger and BigDecimal on the JVM).


fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(5, 42, 10, 4)
    println(numbers.sumOf { it * 2 })
    println(numbers.sumOf { it.toDouble() / 2 })
//sampleEnd
}

fold 与 reduce

对于更特定的情况，有函数 reduce() 和 fold()，它们依次将所提供的操作应用于集合元素并返回累积的结果。操作有两个参数：先前的累积值和集合元素。

这两个函数的区别在于：fold() 接受一个初始值并将其用作第一步的累积值，而 reduce() 的第一步则将第一个和第二个元素作为第一步的操作参数。

fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(5, 2, 10, 4)
    val simpleSum = numbers.reduce { sum, element -> sum + element }
    println(simpleSum)
    val sumDoubled = numbers.fold(0) { sum, element -> sum + element * 2 }
    println(sumDoubled)
    //错误：第一个元素在结果中没有加倍
    //val sumDoubledReduce = numbers.reduce { sum, element -> sum + element * 2 }
    //println(sumDoubledReduce)
//sampleEnd
}

上面的实例展示了区别：fold() 用于计算加倍的元素之和。如果将相同的函数传给 reduce()，那么它会返回另一个结果，因为在第一步中它将列表的第一个和第二个元素作为参数，所以第一个元素不会被加倍。

如需将函数以相反的顺序应用于元素，可以使用函数 reduceRight() 和 foldRight() 它们的工作方式类似于 fold() 和 reduce()，但从最后一个元素开始，然后再继续到前一个元素。记住，在使用 foldRight 或 reduceRight 时，操作参数会更改其顺序：第一个参数变为元素，然后第二个参数变为累积值。


fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(5, 2, 10, 4)
    val sumDoubledRight = numbers.foldRight(0) { element, sum -> sum + element * 2 }
    println(sumDoubledRight)
//sampleEnd
}

你还可以使用将元素索引作为参数的操作。为此，使用函数 reduceIndexed() 与 foldIndexed() 传递元素索引作为操作的第一个参数。

最后，还有将这些操作从右到左应用于集合元素的函数——reduceRightIndexed() 与 foldRightIndexed()。


fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(5, 2, 10, 4)
    val sumEven = numbers.foldIndexed(0) { idx, sum, element -> if (idx % 2 == 0) sum + element else sum }
    println(sumEven)
    val sumEvenRight = numbers.foldRightIndexed(0) { idx, element, sum -> if (idx % 2 == 0) sum + element else sum }
    println(sumEvenRight)
//sampleEnd
}

All reduce operations throw an exception on empty collections. To receive null instead, use their *OrNull() counterparts:

For cases where you want to save intermediate accumulator values, there are functions runningFold() (or its synonym scan()) and runningReduce().


fun main() {
//sampleStart
    val numbers = listOf(0, 1, 2, 3, 4, 5)
    val runningReduceSum = numbers.runningReduce { sum, item -> sum + item }
    val runningFoldSum = numbers.runningFold(10) { sum, item -> sum + item }
//sampleEnd
    val transform = { index: Int, element: Int -> "N = ${index + 1}: $element" }
    println(runningReduceSum.mapIndexed(transform).joinToString("\n", "Sum of first N elements with runningReduce:\n"))
    println(runningFoldSum.mapIndexed(transform).joinToString("\n", "Sum of first N elements with runningFold:\n"))
}

If you need an index in the operation parameter, use runningFoldIndexed() or runningReduceIndexed().