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聚合操作 ​

Kotlin 集合包含用于常见聚合操作的函数——这些操作基于集合内容返回单个值。它们中的大多数都广为人知，并且与其他语言中的工作方式相同：

  • 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。
kotlin
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()}")
}

还有一些函数可以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：

这些函数对于空集合返回 null。也有一些替代函数—— maxOf、minOf、maxOfWith 和 minOfWith——它们执行与其对应函数相同的操作，但对于空集合会抛出 NoSuchElementException。

kotlin
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，并返回将其应用于所有集合元素的总和。选择器可以返回不同的数值类型：Int、Long、Double、UInt 和 ULong（在 JVM 上也可以是 BigInteger 和 BigDecimal）。

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

Fold 和 Reduce ​

对于更特定情况，可以使用函数 reduce() 和 fold()，它们将所提供的操作按顺序应用于集合元素，并返回累积结果。该操作接受两个参数：先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，并在第一步将其用作累积值，而 reduce() 的第一步则使用集合的第一个和第二个元素作为操作参数。

kotlin
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：结果中第一个元素未加倍
    //val sumDoubledReduce = numbers.reduce { sum, element -> sum + element * 2 } 
    //println(sumDoubledReduce)
}

以上示例展示了区别：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，因为它在第一步使用 list 的第一个和第二个元素作为参数，因此第一个元素不会被加倍。

要以逆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，然后继续到前一个元素。请注意，在执行右折叠或右规约时，操作参数的顺序会改变：先是元素，然后是累积值。

kotlin
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()。

kotlin
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 reduce 操作都会对空集合抛出异常。若要改为接收 null，请使用它们的 *OrNull() 对应函数：

对于想要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()。

kotlin
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("
", "Sum of first N elements with runningReduce:
"))
    println(runningFoldSum.mapIndexed(transform).joinToString("
", "Sum of first N elements with runningFold:
"))
}

如果操作参数中需要索引，请使用 runningFoldIndexed() 或 runningReduceIndexed()。

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