Kotlin区间（Ranges）[编辑 | 编辑源代码]

区间（Range）是Kotlin中表示一系列连续值的特殊结构，支持数字、字符等多种类型。区间通过操作符..、until、downTo等实现，是控制流和集合操作的重要基础。

基础概念[编辑 | 编辑源代码]

区间表示数学中的闭区间或半开区间，包含以下核心特性：

包含边界：如1..4包含1,2,3,4
迭代能力：可用于循环遍历
包含检测：通过in操作符检查元素是否属于区间

数学表示[编辑 | 编辑源代码]

闭区间表示为： $[a, b] = {x ∣ a \leq x \leq b}$
半开区间表示为： $[a, b) = {x ∣ a \leq x < b}$

区间创建[编辑 | 编辑源代码]

Kotlin提供多种创建区间的方式：

基本语法[编辑 | 编辑源代码]

// 闭区间（包含两端）
val intRange = 1..10  
val charRange = 'a'..'z'

// 半开区间（不包含结束值）
val halfOpenRange = 1 until 10  // 1..9

// 递减区间
val downRange = 10 downTo 1

区间类型[编辑 | 编辑源代码]

类型	示例	等效数学表示
闭区间	`1..4`	[1,4]
半开区间	`1 until 4`	[1,4)
递减区间	`4 downTo 1`	[4,1]

区间操作[编辑 | 编辑源代码]

遍历区间[编辑 | 编辑源代码]

for (i in 1..4) print(i)  // 输出：1234
for (i in 4 downTo 1) print(i)  // 输出：4321
for (i in 1 until 4) print(i)  // 输出：123

步长控制[编辑 | 编辑源代码]

使用step指定迭代步长：

for (i in 1..10 step 2) print("$i ")  // 输出：1 3 5 7 9 
for (i in 10 downTo 1 step 3) print("$i ")  // 输出：10 7 4 1

包含检测[编辑 | 编辑源代码]

val range = 1..10
println(5 in range)  // true
println(15 in range) // false
println(5 !in range) // false

特殊区间类型[编辑 | 编辑源代码]

字符区间[编辑 | 编辑源代码]

for (ch in 'a'..'d') print(ch)  // 输出：abcd
if ('c' in 'a'..'f') println("包含")  // 输出：包含

自定义区间[编辑 | 编辑源代码]

通过实现Comparable接口创建自定义类的区间：

class Date(val year: Int, val month: Int) : Comparable<Date> {
    override fun compareTo(other: Date): Int = 
        when {
            year != other.year -> year - other.year
            else -> month - other.month
        }
}

val dateRange = Date(2023,1)..Date(2023,12)
println(Date(2023,6) in dateRange)  // true

实际应用案例[编辑 | 编辑源代码]

成绩等级判断[编辑 | 编辑源代码]

fun getGrade(score: Int): String = when(score) {
    in 90..100 -> "A"
    in 80 until 90 -> "B"
    in 70 until 80 -> "C"
    in 60 until 70 -> "D"
    else -> "F"
}

println(getGrade(85))  // 输出：B

集合过滤[编辑 | 编辑源代码]

val numbers = listOf(1, 3, 7, 10, 15)
val filtered = numbers.filter { it in 5..12 }
println(filtered)  // 输出：[7, 10]

图形绘制范围[编辑 | 编辑源代码]

性能考虑[编辑 | 编辑源代码]

区间对象会缓存边界值，重复使用相同区间不会产生额外开销
对于大型区间（如1..1_000_000），建议使用序列(Sequence)进行惰性计算

// 高效处理大区间
(1..1_000_000).asSequence()
    .filter { it % 2 == 0 }
    .take(10)
    .forEach { println(it) }

常见问题[编辑 | 编辑源代码]

页面模块:Message box/ambox.css没有内容。

1 until 1是空区间
10 downTo 1 step -1会导致无限循环
浮点数区间应使用BigDecimal而非默认浮点类型

模板:Tip

优先使用until避免数组越界
对复杂判断条件，可将区间存储在变量中复用
使用when表达式配合区间实现清晰的条件分支

进阶用法[编辑 | 编辑源代码]

区间运算[编辑 | 编辑源代码]

Kotlin支持区间交集、并集等操作：

val range1 = 1..10
val range2 = 5..15

// 交集
println(range1 intersect range2)  // 5..10

// 连续区间检测
println(range1 contiguousTo 11..20)  // false

无限区间[编辑 | 编辑源代码]

通过自定义实现可创建无限区间：

val infiniteRange = 1..Int.MAX_VALUE
println(infiniteRange.take(5).toList())  // [1, 2, 3, 4, 5]

区间代数[编辑 | 编辑源代码]

区间满足以下数学性质：

自反性： $a \in [a, b]$
传递性： $a \leq b \leq c \Rightarrow [a, b] \cup [b, c] = [a, c]$
单调性： $x \in [a, b] \Rightarrow x + k \in [a + k, b + k]$