Kotlin学习之List集合

List是有顺序的数据结构，在Kotlin中提供了类似数组的访问方式：

// List<out E>
operator fun get(index: Int): E

// MutableList<out E>
operator fun set(index: Int, element: E): E

get()和set()函数重载了操作符后，就可以操作List了：

val list = mutableListOf("Hello", "World")
println(list[0])
// 等价于 println(list.get(0))
list[1] = ""
// 等价于 list.set(1, "")

在Kotlin中，kotlin.collections.Collections.kt文件里定义了几个常用的集合工具函数，主要涉及List部分，如下介绍：

一、listOf()函数

Collection.kt定义了三个参数不同的listOf()函数，可以方便地创建一个不可变的List：

fun <T> listOf(): List<T>
fun <T> listOf(T): List<T>
fun <T> listOf(vararg T): List<T>

第一个无参的listOf()函数返回空的List，它直接调用同一文件内定义的emptyList()函数，该函数返回一个单例对象EmptyList。EmptyList是List<Nothing>接口的实现类，可以代表所有类型的空列表。
第二个listOf()函数产生一个只有一个元素的不可变列表，它直接调用java.util.Collections类的singletonList()方法。
-第三个lisOf()，接受可变数量的T类型元素并生成包含这些元素的列表。传入一个T类型的数组，如果长度为0就返回空列表，否则就将数组转换为列表。

二、mutableListOf()函数

listOf()函数可以创建不变的List，要想创建可变的List，可以使用mutableList()函数：

inline fun mutableListOf(): MutableList<T> = ArrayList()

fun mutableListOf(vararg elements: T): MutableList<T> {
  if(elements.size == 0) {
    return ArrayList()
  } else {
    return ArrayList(ArrayAsCollection(elements, isVarargs = true))
  }
}

inline关键字定义了内联函数，会在编译时展开到调用处，提高性能。
Kotlin的集合框架只定义了接口，具体实现类都是直接调用Java类。mutableListOf()返回一个ArrayList对象。

三、arrayListOf()函数

arrayListOf()函数用来创建可变的ArrayList，有两个参数不同的重载形式：

inline fun <T> arrayListOf(): ArrayList<T> = ArrayList()

fun <T> arrayListOf(vararg elements: T): ArrayList<T> {
  if(elements.size == 0) {
    return ArrayList()
  } else {
    return ArrayList(ArrayAsCollection(elements, isVarargs = true))
  }
}

这个函数的实现与mutableListOf()完全一样，唯一的不同在于返回的类型不同。arrayListOf()返回ArrayList<T>，是一个Java的ArrayList类型，所以是可变的。

四、listOfNotNull()函数

以上的函数都是可以接受null作为元素的，这与Java中的List是不同的。而这个方法会把null全部剔除掉，返回包含所有非null值的List：

fun listOfNotNull(element: T?): List<T> 
    = if(element != null) listOf(element) else emptyList()

fun listOfNotNull(vararg elements: T?): List<T>
    = elements.filterNotNull()

这两个函数都接受可空的T？类型参数，返回剔除所有null值的List。
第二个函数调用的Array<out T?>.filterNotNull()函数，会先新建一个ArrayList<T>，然后遍历数组内的所有元素，如果不是null就添加到ArrayList里，最后返回ArrayList。

五、binarySearch()函数

Collections.kt文件中提供了四个针对List的binarySearch()函数，它们可以对列表进行二分查找：

fun <T> List<T>.binarySearch(element: T, comparator: Comparator<in T>, fromIndex: Int = 0, toIndex: Int = size): Int
fun <T> List<T>.binarySearch(fromIndex: Int = 0, toIndex: Int = size, comparison: (T) -> Int): Int
fun <T: Comparable<T>> List<T?>.binarySearch(element: T?, fromIndex: Int = 0, toIndex: Int = size): Int

inline fun <T, K : Comparable<K>> List<T>.binarySearchBy(key: K?, fromIndex: Int = 0, toIndex: Int = size, crossinline selector: (T) -> K?): Int 
    = binarySearch(fromIndex, toIndex) { compareValues(selector(it), key) }

函数需要提供一个Comparator比较器，与java.util.Arrays.binarySearch()相同；
函数需要提供一个（T）->Int类型的函数，用来比较列表内的元素，可以视为传入一个compareTo()函数。
函数提供了可空元素的二分查找。
函数需要提供一个（T）-K?类型的函数和一个K？类型的值，它会在列表中用二分查找法寻找符合这个值的元素的索引。

Kotlin提供的几个binarySearch()函数用法与Java大同小异。

学海无涯苦作舟

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