Kotlin List扩展函数使用指南

常见 List 扩展函数及使用实例

1. map：转换每个元素

   • 含义：对列表中的每个元素应用一个转换函数，返回新列表。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(1, 2, 3)
     val squared = numbers.map { it * it }  // 每个元素平方
     println(squared)  // 输出: [1, 4, 9]
     

2. filter：过滤元素

   • 含义：返回满足条件的元素组成的新列表。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(1, 2, 3, 4)
     val evens = numbers.filter { it % 2 == 0 }  // 过滤出偶数
     println(evens)  // 输出: [2, 4]
     

3. forEach：遍历元素

   • 含义：对每个元素执行操作，无返回值（用于副作用）。
   • 使用实例：

     val names = listOf("Alice", "Bob", "Charlie")
     names.forEach { println("Hello, $it!") }  // 输出每个名字的问候
     // 输出: 
     // Hello, Alice!
     // Hello, Bob!
     // Hello, Charlie!
     

4. any：检查是否存在元素满足条件

   • 含义：如果至少一个元素满足条件，返回 true；否则 false。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(1, 3, 5)
     val hasEven = numbers.any { it % 2 == 0 }  // 检查是否有偶数
     println(hasEven)  // 输出: false
     

5. all：检查所有元素满足条件,none正好相反,检查所有元素不满足条件

   • 含义：如果所有元素都满足条件，返回 true；否则 false。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(2, 4, 6)
     val allEven = numbers.all { it % 2 == 0 }  // 检查是否全为偶数
     println(allEven)  // 输出: true
     

6. find：查找第一个满足条件的元素

   • 含义：返回第一个满足条件的元素（可选类型），若无则返回 null。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(1, 2, 3, 4)
     val firstEven = numbers.find { it % 2 == 0 }  // 查找第一个偶数
     println(firstEven)  // 输出: 2
     

7. first 和 last：获取首尾元素

   • 含义：first 返回第一个元素（或满足条件的第一个），last 返回最后一个元素（或满足条件的最后一个）。如果列表为空，会抛出异常；使用 firstOrNull 或 lastOrNull 可避免异常。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(1, 2, 3)
     println(numbers.first())  // 输出: 1
     println(numbers.last { it > 1 })  // 输出: 3 (条件: 大于1)
     

8. reduce 和 fold：聚合操作

   • 含义：reduce 从第一个元素开始累积（无初始值），fold 从指定初始值开始累积。常用于求和、求积等。
   • 使用实例：

     val numbers = listOf(1, 2, 3)
     val sumReduce = numbers.reduce { acc, num -> acc + num }  // 累积和: 1+2+3
     println(sumReduce)  // 输出: 6val sumFold = numbers.fold(10) { acc, num -> acc + num }  // 从10开始累积
     println(sumFold)  // 输出: 16
     

9. groupBy：分组元素

   • 含义：根据键生成函数分组元素，返回一个 Map（键为分组依据，值为元素列表）。
   • 只要“分组列表” → 用 groupBy。
     想复用 Map → 用 groupByTo。
     只想聚合统计（计数、求和等）→ 用 groupingBy + 后续聚合，更快更省内存。
   • 使用实例：

     val words = listOf("apple", "banana", "cherry")
     val byLength = words.groupBy { it.length }  // 按单词长度分组
     println(byLength)  // 输出: {5=["apple", "cherry"], 6=["banana"]}
     

10. associate：将集合元素转换为键值对

    • 使用实例：

      val numbers = listOf("one", "two", "three")
      val map = numbers.associate { it to it.length }// 输出：{one=3, two=3, three=5}
      println(map)
      

    • associateBy 类似于 associate，但仅通过元素生成键，值默认是元素本身。可以指定一个自定义的值转换函数。

    • 使用示例：

      val numbers = listOf("one", "two", "three")
      val map1 = numbers.associateBy { it.length } // 键：长度，值：元素本身
      val map2 = numbers.associateBy({ it.length }, { it.uppercase() }) // 键：长度，值：大写元素// 输出：{3=one, 3=two, 5=three}
      println(map1)// 输出：{3=ONE, 3=TWO, 5=THREE}
      println(map2)
      

    • associateWith 直接使用集合元素作为键，并通过转换函数生成值。

    • 使用示例：

      val numbers = listOf("one", "two", "three")
      val map = numbers.associateWith { it.length }// 输出：{one=3, two=3, three=5}
      println(map)
      

    • associateTo 允许将键值对添加到目标 MutableMap 中，而不是直接返回新 Map。适用于增量构建 Map。

    • 使用示例：

      val numbers = listOf("one", "two", "three")
      val targetMap = mutableMapOf<String, Int>()
      numbers.associateTo(targetMap) { it to it.length }// 输出：{one=3, two=3, three=5}
      println(targetMap)
      

11. chunked（分块）通常指将数据或序列按固定大小分割成连续的块。每块的大小相同，块与块之间不重叠。

    • chunked使用示例

      val list = listOf(1, 2, 3, 4, 5, 6)
      val chunkedList = list.chunked(2) // 分块大小为2
      println(chunkedList) // 输出: [[1, 2], [3, 4], [5, 6]]
      

12. windowed（滑动窗口）指按固定窗口大小滑动遍历数据或序列，窗口之间可以有重叠。

    • windowed示例

      val list = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
      val windowedList = list.windowed(3) // 窗口大小为3
      println(windowedList) // 输出: [[1, 2, 3], [2, 3, 4], [3, 4, 5]]
      

    • 带步长的windowed

      val windowedWithStep = list.windowed(3, step = 2) // 窗口步长为2
      println(windowedWithStep) // 输出: [[1, 2, 3], [3, 4, 5]]
      

    • 部分窗口（partialWindows）

      val list = listOf(1, 2, 3, 4)
      val partialResult = list.windowed(3, partialWindows = true)
      println(partialResult) // 输出: [[1, 2, 3], [2, 3, 4], [3, 4], [4]]
      

13. 其他常用函数：

    • sortedBy：按指定条件排序，返回新列表。例如：listOf(3, 1, 2).sortedBy { it } 输出 [1, 2, 3]。
    • sortedByDescending：降序
    • sumBy：计算元素属性的和。例如：listOf("a", "ab").sumBy { it.length } 输出 3（长度和）。
    • take 和 drop：取前N个元素或跳过前N个元素。例如：listOf(1, 2, 3).take(2) 输出 [1, 2]。

与 Map 扩展函数的比较

Kotlin 的 Map（如 Map<K, V>）也有类似扩展函数，但存在关键差异，因为 Map 是键值对集合，而 List 是索引序列。以下是主要异同点：

• 相同点：
  • 许多高阶函数名相同，如 map、filter、forEach、any、all、groupBy 等，因为它们基于相同的高阶函数设计模式。
  • 函数含义类似：例如，map 用于转换元素，filter 用于过滤。
  • 使用实例相似（但参数需适应键值对）：

    // Map 的 map 示例：转换每个键值对
    val map = mapOf("a" to 1, "b" to 2)
    val doubled = map.map { (key, value) -> "$key:${value * 2}" }  // 返回 List<String>
    println(doubled)  // 输出: ["a:2", "b:4"]