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'''Kotlin列表'''是Kotlin标准库中提供的一种重要的[[集合类型]]，用于存储有序的元素序列。列表允许重复元素，并且可以通过索引访问元素。Kotlin提供了两种主要的列表类型：'''不可变列表'''（<code>List</code>）和'''可变列表'''（<code>MutableList</code>）。本文将详细介绍Kotlin列表的特性、操作方法以及实际应用场景。

== 列表概述 ==
在Kotlin中，列表是一种线性数据结构，可以存储多个相同或不同类型的元素。列表的主要特点包括：
* '''有序性'''：元素按照插入顺序存储。
* '''可重复性'''：允许存储重复的元素。
* '''索引访问'''：可以通过从0开始的整数索引访问元素。

Kotlin的列表分为两种：
* '''不可变列表'''（<code>List</code>）：创建后不能修改其内容（不能添加、删除或更改元素）。
* '''可变列表'''（<code>MutableList</code>）：创建后可以修改其内容。

== 创建列表 ==
Kotlin提供了多种创建列表的方法：

=== 使用<code>listOf</code>创建不可变列表 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val immutableList = listOf("Apple", "Banana", "Cherry")
println(immutableList) // 输出: [Apple, Banana, Cherry]
</syntaxhighlight>

=== 使用<code>mutableListOf</code>创建可变列表 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val mutableList = mutableListOf(1, 2, 3)
mutableList.add(4)
println(mutableList) // 输出: [1, 2, 3, 4]
</syntaxhighlight>

=== 使用<code>emptyList</code>创建空列表 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val emptyList = emptyList<String>()
println(emptyList) // 输出: []
</syntaxhighlight>

== 列表操作 ==
Kotlin为列表提供了丰富的操作方法，以下是一些常用操作：

=== 访问元素 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val fruits = listOf("Apple", "Banana", "Cherry")
println(fruits[1]) // 输出: Banana (通过索引访问)
println(fruits.first()) // 输出: Apple (第一个元素)
println(fruits.last()) // 输出: Cherry (最后一个元素)
</syntaxhighlight>

=== 修改可变列表 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val numbers = mutableListOf(1, 2, 3)
numbers[1] = 20 // 修改第二个元素
numbers.add(4) // 添加元素
numbers.removeAt(0) // 移除第一个元素
println(numbers) // 输出: [20, 3, 4]
</syntaxhighlight>

=== 列表遍历 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val colors = listOf("Red", "Green", "Blue")

// 使用for循环
for (color in colors) {
    println(color)
}

// 使用forEach函数
colors.forEach { color ->
    println(color)
}
</syntaxhighlight>

=== 常用高阶函数 ===
Kotlin为列表提供了许多有用的高阶函数：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)

// map: 转换每个元素
val squares = numbers.map { it * it }
println(squares) // 输出: [1, 4, 9, 16, 25]

// filter: 过滤元素
val evens = numbers.filter { it % 2 == 0 }
println(evens) // 输出: [2, 4]

// reduce: 累积操作
val sum = numbers.reduce { acc, num -> acc + num }
println(sum) // 输出: 15
</syntaxhighlight>

== 列表性能考虑 ==
Kotlin的<code>List</code>接口默认实现是<code>ArrayList</code>，其性能特征如下：

{| class="wikitable"
|+ 列表操作时间复杂度
|-
! 操作 !! 时间复杂度
|-
| 按索引访问 (<code>get</code>) || O(1)
|-
| 添加元素到末尾 (<code>add</code>) || O(1) 平均
|-
| 在指定位置插入/删除 (<code>add(index)</code>, <code>removeAt</code>) || O(n)
|-
| 搜索元素 (<code>contains</code>, <code>indexOf</code>) || O(n)
|}

== 实际应用案例 ==
=== 案例1：购物车系统 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
class ShoppingCart {
    private val items = mutableListOf<String>()
    
    fun addItem(item: String) = items.add(item)
    fun removeItem(item: String) = items.remove(item)
    fun getItems(): List<String> = items.toList()
    fun clear() = items.clear()
}

fun main() {
    val cart = ShoppingCart()
    cart.addItem("Laptop")
    cart.addItem("Mouse")
    cart.addItem("Keyboard")
    
    println("Cart items: ${cart.getItems()}")
    cart.removeItem("Mouse")
    println("After removal: ${cart.getItems()}")
}
</syntaxhighlight>

=== 案例2：学生成绩处理 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
data class Student(val name: String, val score: Int)

fun main() {
    val students = listOf(
        Student("Alice", 85),
        Student("Bob", 72),
        Student("Charlie", 90)
    )
    
    // 找出最高分
    val topStudent = students.maxByOrNull { it.score }
    println("Top student: ${topStudent?.name} with ${topStudent?.score}")
    
    // 计算平均分
    val average = students.map { it.score }.average()
    println("Average score: $average")
}
</syntaxhighlight>

== 列表与其他集合的比较 ==
Kotlin提供了多种集合类型，以下是列表与其他主要集合类型的比较：

{| class="wikitable"
|+ 集合类型比较
|-
! 特性 !! List !! Set !! Map
|-
| 元素顺序 || 保留 || 不保留 || 不保留
|-
| 重复元素 || 允许 || 不允许 || 键不允许重复
|-
| 访问方式 || 索引 || 无索引 || 键访问
|}

== 高级主题 ==
=== 不可变列表的优势 ===
不可变列表（<code>List</code>）在多线程环境下更安全，因为它们不能被修改，从而避免了并发修改的问题。此外，不可变列表在函数式编程中非常重要，因为它们支持无副作用的操作。

=== 列表视图 ===
Kotlin提供了创建列表视图的方法，这些视图是原始列表的转换，但不创建新的列表：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
val numbers = listOf(1, 2, 3, 4, 5)
val evenNumbers = numbers.filter { it % 2 == 0 } // 创建新列表
val evenNumbersView = numbers.asSequence().filter { it % 2 == 0 } // 创建视图

println(evenNumbers) // 输出: [2, 4]
println(evenNumbersView.toList()) // 输出: [2, 4]
</syntaxhighlight>

=== 列表的协变特性 ===
Kotlin的<code>List</code>接口是协变的（covariant），这意味着如果<code>Dog</code>是<code>Animal</code>的子类，那么<code>List<Dog></code>可以被当作<code>List<Animal></code>使用：

<syntaxhighlight lang="kotlin">
open class Animal
class Dog : Animal()

fun printAnimals(animals: List<Animal>) {
    animals.forEach { println(it) }
}

fun main() {
    val dogs: List<Dog> = listOf(Dog(), Dog())
    printAnimals(dogs) // 可以传递List<Dog>给期望List<Animal>的函数
}
</syntaxhighlight>

== 总结 ==
Kotlin列表是处理有序元素集合的强大工具。通过理解不可变列表和可变列表的区别，以及掌握各种列表操作方法，开发者可以有效地在Kotlin程序中管理和处理数据集合。列表的高阶函数支持使Kotlin代码更加简洁和表达力强，而性能特征的了解则有助于编写高效的代码。

在实际开发中，应根据需求选择合适的列表类型：当需要修改集合时使用<code>MutableList</code>，当集合不需要修改时使用不可变的<code>List</code>以获得更好的线程安全性和函数式编程支持。

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