聚合操作
Kotlin 集合中包含用于常用 聚合操作 的函数——这些操作根据集合内容返回单个值。其中大多数都广为人知,并以与其他语言相同的方式工作:
minOrNull()
和maxOrNull()
分别返回最小和最大的元素。对于空集合,它们返回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()}")
}
还有一些函数用于通过特定的选择器函数或自定义 Comparator
检索最小和最大的元素:
maxByOrNull()
和minByOrNull()
接受一个选择器函数,并返回其返回最大或最小值的元素。maxWithOrNull()
和minWithOrNull()
接受一个Comparator
对象,并根据该Comparator
返回最大或最小的元素。maxOfOrNull()
和minOfOrNull()
接受一个选择器函数,并返回该选择器自身的最大或最小返回值。maxOfWithOrNull()
和minOfWithOrNull()
接受一个Comparator
对象,并根据该Comparator
返回最大或最小的选择器返回值。
这些函数对于空集合返回 null
。此外还有一些替代函数——maxOf
、minOf
、maxOfWith
和 minOfWith
——它们执行与对应函数相同的功能,但在空集合上会抛出 NoSuchElementException
异常。
fun main() {
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)
}
除了常规的 sum()
,还有一个高级求和函数 sumOf()
,它接受一个选择器函数,并返回其应用于所有集合元素的总和。选择器可以返回不同的数字类型:Int
、Long
、Double
、UInt
和 ULong
(在 JVM 上还支持 BigInteger
和 BigDecimal
)。
fun main() {
val numbers = listOf(5, 42, 10, 4)
println(numbers.sumOf { it * 2 })
println(numbers.sumOf { it.toDouble() / 2 })
}
折叠与归约
对于更特定的情况,可以使用函数 reduce()
和 fold()
,它们将提供的操作顺序地应用于集合元素并返回累积结果。该操作接受两个参数:之前累积的值和集合元素。
这两个函数的区别在于 fold()
接受一个初始值,并在第一步中将其作为累积值使用,而 reduce()
的第一步则使用第一个和第二个元素作为操作参数。
fun main() {
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)
//不正确:第一个元素没有被加倍
//val sumDoubledReduce = numbers.reduce { sum, element -> sum + element * 2 }
//println(sumDoubledReduce)
}
上面的示例展示了它们之间的区别:fold()
用于计算加倍元素的总和。如果你将相同的函数传递给 reduce()
,它将返回不同的结果,因为它在第一步中使用列表的第一个和第二个元素作为参数,因此第一个元素将不会被加倍。
若要以相反顺序将函数应用于元素,请使用函数 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,然后继续到前一个。请注意,当进行右折叠或右归约时,操作参数的顺序会改变:先是元素,然后是累积值。
fun main() {
val numbers = listOf(5, 2, 10, 4)
val sumDoubledRight = numbers.foldRight(0) { element, sum -> sum + element * 2 }
println(sumDoubledRight)
}
你还可以应用将元素索引作为参数的操作。为此,请使用函数 reduceIndexed()
和 foldIndexed()
,将元素索引作为操作的第一个参数传递。
最后,还有一些函数将此类操作从右到左应用于集合元素——reduceRightIndexed()
和 foldRightIndexed()
。
fun main() {
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)
}
所有归约操作在空集合上都会抛出异常。若要改为接收 null
,请使用其 *OrNull()
对应的函数:
对于你想保存中间累加器值的情况,可以使用函数 runningFold()
(或其同义词 scan()
)和 runningReduce()
。
fun main() {
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 }
val transform = { index: Int, element: Int -> "N = ${index + 1}: $element" }
println(runningReduceSum.mapIndexed(transform).joinToString("
", "使用 runningReduce 计算前 N 个元素的和:
"))
println(runningFoldSum.mapIndexed(transform).joinToString("
", "使用 runningFold 计算前 N 个元素的和:
"))
}
如果你需要在操作参数中包含索引,请使用 runningFoldIndexed()
或 runningReduceIndexed()
。