修之竹

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2022/08/21阅读:17主题:自定义主题1

Kotlin 学习笔记(二)—— 数据类、枚举类、循环、常用集合及操作符的写法

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: Intval 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 11
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:

两两组合打印输出图
两两组合打印输出图

再来看看 Kotlin 的写法:

// code 12
object CollectionOperator {
    private val a = arrayOf("4""0""7""i""f""w""0""9")
    private val index = arrayOf(53948319217)
    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 13
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(null35null8).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(null3355null88).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 14
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

参考文献

  1. 张涛; 极客时间 Kotlin 系列课程
  2. Kotlin 官方中文文档。https://www.kotlincn.net/docs/reference/collections-overview.html
  3. 全汪汪; Kotlin-Map和flatMap。https://www.jianshu.com/p/696d307c2c59
  4. 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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