Урок 8. Коллекции — List, MutableList, Set и Map

Одна переменная хранит одно значение. Когда значений много — оценки класса, список покупок, телефоны друзей, — их кладут в коллекцию. В Kotlin три основные коллекции: список (List), множество (Set) и словарь (Map).

Список: listOf

Список — значения по порядку, у каждого есть номер (индекс). Нумерация начинается с нуля:

fun main() {
    val fruits = listOf("apple", "banana", "cherry")
    println(fruits)
    println(fruits[0])
    println(fruits.size)
    println(fruits.last())
    println("banana" in fruits)
    println(fruits.indexOf("cherry"))
}

[apple, banana, cherry]
apple
3
cherry
true
2

• fruits[0] — первый элемент, fruits[2] — третий, последний;
• size — сколько элементов;
• first() и last() — первый и последний;
• "banana" in fruits — есть ли такой элемент (true или false);
• indexOf — номер элемента, или -1, если его нет.

Обращение к несуществующему номеру — fruits[3] в списке из трёх элементов — роняет программу с ошибкой IndexOutOfBoundsException (или похожей ArrayIndexOutOfBoundsException). Безопасно — fruits.getOrNull(3): вернёт null.

Изменяемый список: mutableListOf

Список из listOf изменить нельзя: в нём нет add и remove. Для изменяемого списка есть mutableListOf:

fun main() {
    val nums = mutableListOf(5, 3, 8)
    nums.add(1)
    nums.add(0, 10)
    println(nums)
    nums.remove(3)
    println(nums)
    nums.removeAt(0)
    nums[0] = 7
    println(nums)
    println(nums.size)
}

[10, 5, 3, 8, 1]
[10, 5, 8, 1]
[7, 8, 1]
3

Обратите внимание: список объявлен через val, а меняется. val запрещает положить в переменную другой список, но не менять содержимое этого. Пустой список пишут с типом: val names = mutableListOf<String>() — компилятору иначе неоткуда узнать, что в нём будет.

Перебор списка

fun main() {
    val prices = listOf(120, 45, 300)
    var total = 0
    for (p in prices) {
        total += p
    }
    println(total)
    for (i in prices.indices) {
        println("$i: ${prices[i]}")
    }
}

465
0: 120
1: 45
2: 300

prices.indices — диапазон номеров списка, здесь 0..2. Другие способы перебрать с номером — в справке Как перебрать список с индексом.

Операции над списками

Многие задачи со списками решаются без циклов — готовыми функциями. В фигурных скобках им передают лямбду: что сделать с каждым элементом, а сам элемент внутри неё называется it:

fun main() {
    val numbers = listOf(4, 7, 1, 10, 3, 8)
    println(numbers.filter { it % 2 == 0 })
    println(numbers.map { it * it })
    println(numbers.sum())
    println(numbers.max())
    println(numbers.count { it > 5 })
    println(numbers.sorted())
    println(numbers.joinToString(" "))
    println(numbers.filter { it > 3 }.map { it * 10 })
}

[4, 10, 8]
[16, 49, 1, 100, 9, 64]
33
10
3
[1, 3, 4, 7, 8, 10]
4 7 1 10 3 8
[40, 70, 100, 80]

Эти функции не меняют исходный список, а возвращают новый — numbers после них прежний. Их можно ставить цепочкой: filter { it > 3 }.map { it * 10 } — сначала отобрать, потом превратить. Как сортировать по-разному — в справке Как отсортировать список.

max() и min() у пустого списка бросают ошибку; если список может быть пустым, берите maxOrNull() — вернёт null.

Множество: Set

Множество хранит значения без повторов, номеров у элементов нет:

fun main() {
    val visited = mutableSetOf("Minsk", "Brest")
    visited.add("Minsk")
    visited.add("Grodno")
    println(visited)
    println(visited.size)
    println("Brest" in visited)
    val unique = listOf(3, 1, 3, 2, 1).toSet()
    println(unique)
}

[Minsk, Brest, Grodno]
3
true
[3, 1, 2]

Второй "Minsk" не добавился — он уже есть. toSet() — быстрый способ убрать повторы из списка. Множества из setOf и mutableSetOf выводятся в том порядке, в каком элементы добавлялись.

Словарь: Map

Словарь хранит пары «ключ — значение»: по ключу (имени) быстро находится значение (возраст). Пара пишется через to:

fun main() {
    val ages = mutableMapOf("Anna" to 20, "Oleg" to 25)
    ages["Ivan"] = 18
    ages["Anna"] = 21
    println(ages)
    println(ages["Oleg"])
    println(ages["Petr"])
    println(ages.getOrDefault("Petr", 0))
    for ((name, age) in ages) {
        println("$name: $age")
    }
}

{Anna=21, Oleg=25, Ivan=18}
25
null
0
Anna: 21
Oleg: 25
Ivan: 18

• ages["Ivan"] = 18 — добавить пару, а если ключ уже есть, заменить значение (как с "Anna");
• ages["Oleg"] — значение по ключу. Ключа может не быть, поэтому тип результата — Int?, и для "Petr" получается null;
• getOrDefault(ключ, значение) — значение или запасное, если ключа нет;
• for ((name, age) in ages) — перебор пар: ключ и значение сразу в две переменные.

Неизменяемый словарь — mapOf(...), изменяемый — mutableMapOf(...), как и у списков.

Массивы

В Kotlin есть и массивы — arrayOf(1, 2, 3), IntArray(5) (пять нулей). Размер массива задаётся при создании и не меняется. Для учебных задач обычно удобнее списки. Если всё же выводите массив, превратите его в текст через contentToString(): println(arr) напечатает не числа, а служебную запись вида [I@1b6d3586.

Коротко

• listOf — список только для чтения, mutableListOf — изменяемый: add, remove, removeAt.
• Номера элементов — с нуля: list[0], последний — list[list.size - 1] или list.last().
• filter, map, sorted, count, sum возвращают новый результат и не меняют список.
• Set — без повторов, Map — пары «ключ — значение» через to; map[key] может дать null.
• val у коллекции не мешает менять её содержимое, если она mutable….

Проверьте себя

fun main() {
    val list = listOf(10, 20, 30)
    println(list[1])
}