编辑“︁Kotlin 映射（Map）”︁

{{Note|本文介绍 Kotlin 中的映射（Map）数据结构，适用于初学者和需要了解该概念的程序员。}}

= Kotlin 映射（Map）=

== 简介 ==

'''映射（Map）'''是 Kotlin 中一种常用的数据结构，用于存储键值对（Key-Value Pair）。它类似于字典或哈希表，允许通过键（Key）快速查找对应的值（Value）。Kotlin 中的映射分为两种：
* '''不可变映射'''（使用 `mapOf` 创建）
* '''可变映射'''（使用 `mutableMapOf` 创建）

映射的主要特点包括：
* 键必须是唯一的，但值可以重复。
* 键和值可以是任意类型（如 `String`、`Int`、自定义类等）。
* 提供高效的查找、插入和删除操作（平均时间复杂度为 O(1)）。

== 创建映射 ==

=== 不可变映射 ===
使用 `mapOf` 创建一个不可变的映射（初始化后不能修改）：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val immutableMap = mapOf(
    "Alice" to 25,
    "Bob" to 30,
    "Charlie" to 28
)
println(immutableMap) // 输出：{Alice=25, Bob=30, Charlie=28}
</syntaxhighlight>

=== 可变映射 ===
使用 `mutableMapOf` 创建一个可变的映射（可以动态添加或删除键值对）：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val mutableMap = mutableMapOf(
    "Apple" to 1.99,
    "Banana" to 0.99,
    "Orange" to 1.49
)
mutableMap["Grapes"] = 2.49 // 添加新键值对
println(mutableMap) // 输出：{Apple=1.99, Banana=0.99, Orange=1.49, Grapes=2.49}
</syntaxhighlight>

== 访问映射元素 ==

可以通过键来访问映射中的值：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val ageMap = mapOf("Alice" to 25, "Bob" to 30)
println(ageMap["Alice"]) // 输出：25
println(ageMap.get("Bob")) // 输出：30
println(ageMap["Charlie"] ?: "Unknown") // 输出：Unknown（键不存在时返回 null，使用 Elvis 操作符提供默认值）
</syntaxhighlight>

== 常用操作 ==

=== 遍历映射 ===
可以使用 `for` 循环或 `forEach` 遍历映射：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val fruits = mapOf("Apple" to "Red", "Banana" to "Yellow", "Grapes" to "Purple")

// 方式 1：使用 for 循环
for ((fruit, color) in fruits) {
    println("$fruit is $color")
}

// 方式 2：使用 forEach
fruits.forEach { (fruit, color) ->
    println("$fruit is $color")
}
</syntaxhighlight>

输出：
<pre>
Apple is Red
Banana is Yellow
Grapes is Purple
</pre>

=== 检查键或值是否存在 ===
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val capitals = mapOf("France" to "Paris", "Germany" to "Berlin")

println("France" in capitals) // 输出：true（检查键是否存在）
println("Paris" in capitals.values) // 输出：true（检查值是否存在）
</syntaxhighlight>

=== 过滤映射 ===
使用 `filter` 筛选符合条件的键值对：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
val numbers = mapOf("one" to 1, "two" to 2, "three" to 3, "four" to 4)
val filtered = numbers.filter { (key, value) -> value % 2 == 0 }
println(filtered) // 输出：{two=2, four=4}
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==

=== 案例 1：单词频率统计 ===
统计一段文本中每个单词出现的次数：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
fun countWords(text: String): Map<String, Int> {
    val wordCount = mutableMapOf<String, Int>()
    text.split(" ").forEach { word ->
        wordCount[word] = wordCount.getOrDefault(word, 0) + 1
    }
    return wordCount
}

val text = "hello world hello kotlin world"
println(countWords(text)) // 输出：{hello=2, world=2, kotlin=1}
</syntaxhighlight>

=== 案例 2：用户缓存系统 ===
使用映射实现简单的用户缓存：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
class UserCache {
    private val cache = mutableMapOf<Int, String>()

    fun getUser(id: Int): String? {
        return cache[id]
    }

    fun addUser(id: Int, name: String) {
        cache[id] = name
    }
}

val userCache = UserCache()
userCache.addUser(1, "Alice")
println(userCache.getUser(1)) // 输出：Alice
</syntaxhighlight>

== 性能分析 ==

Kotlin 的映射默认基于哈希表实现（`HashMap`），其操作的时间复杂度如下：
* 插入：平均 O(1)，最坏 O(n)
* 查找：平均 O(1)，最坏 O(n)
* 删除：平均 O(1)，最坏 O(n)

<mermaid>
graph LR
    A[插入键值对] -->|平均 O(1)| B(哈希表)
    C[查找键] -->|平均 O(1)| B
    D[删除键] -->|平均 O(1)| B
</mermaid>

== 进阶主题 ==

=== 自定义对象作为键 ===
如果自定义类要作为映射的键，必须正确实现 `equals()` 和 `hashCode()`：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
data class Person(val name: String, val age: Int)

val personMap = mapOf(
    Person("Alice", 25) to "Engineer",
    Person("Bob", 30) to "Doctor"
)
println(personMap[Person("Alice", 25)]) // 输出：Engineer
</syntaxhighlight>

=== 排序映射 ===
使用 `TreeMap` 实现按键排序的映射：
<syntaxhighlight lang="kotlin">
import java.util.TreeMap

val sortedMap = TreeMap(mapOf("Orange" to 3, "Apple" to 5, "Banana" to 2))
println(sortedMap) // 输出：{Apple=5, Banana=2, Orange=3}（按键字母顺序排序）
</syntaxhighlight>

== 总结 ==

* 映射是存储键值对的高效数据结构。
* Kotlin 提供不可变（`mapOf`）和可变（`mutableMapOf`）两种映射。
* 支持多种操作，如遍历、过滤、检查存在性等。
* 适用于缓存、频率统计、配置管理等场景。

{{Warning|键必须是唯一的，且自定义对象作为键时需要正确实现 `hashCode()` 和 `equals()`。}}

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