Kotlin 集合与函数式编程
Java 8 引入了 Stream API，Kotlin 则在内置的集合操作库中提供了更丰富的函数式编程支持。更重要的是，Kotlin 的作用域函数（scope functions）是 Java 中没有的概念——它们是代码组织的重要工具。
1. 集合创建：告别 new ArrayList<>()
Java:
List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("a");
list.add("b");
// Java 9+
List.of("a", "b"); // 不可变
Map.of("k1", "v1");Kotlin:
val list = listOf("a", "b") // 不可变 List
val mutableList = mutableListOf("a") // 可变 List
val map = mapOf("k1" to "v1") // 不可变 Map
val set = setOf("a", "b") // 不可变 SetNOTE
重要哲学 Kotlin 区分可变和不可变集合。默认使用不可变（
listOf、mapOf），需要修改时才用可变版本。这与 Java 的「集合默认都可变」完全不同。
2. 链式集合操作
Kotlin 的集合操作不需要 .stream()——直接在集合上调用即可，并且比 Java Stream API 更丰富。
Java Stream:
list.stream()
.filter(s -> s.length() > 3)
.map(String::toUpperCase)
.sorted()
.collect(Collectors.toList());Kotlin:
list.filter { it.length > 3 }
.map { it.uppercase() }
.sorted()
.toList()
// 不需要 .stream()，直接调用Kotlin 的关键改进：
- 不需要
.stream()— 集合操作是内置的 it— 单参数 lambda 的隐式名称，不用写s ->- 更丰富的操作符 —
chunked、windowed、zip、associateBy等
常用操作速览
| 操作 | 作用 | Kotlin 示例 |
|---|---|---|
filter | 过滤 | list.filter { it > 5 } |
map | 转换 | list.map { it.toString() } |
flatMap | 展平嵌套集合 | list.flatMap { it.subList() } |
groupBy | 分组 | list.groupBy { it.category } |
associateBy | 转 Map | list.associateBy { it.id } |
chunked | 按大小分块 | list.chunked(3) |
zip | 两个集合配对 | names.zip(ages) |
distinct | 去重 | list.distinct() |
sortedBy | 按属性排序 | list.sortedBy { it.name } |
TIP
🔑 PICO Demo 实战 看
AnimationModels.kt中的写法：companion object { fun getList(): List<NavigationState> = NavigationState.entries.toList() }
entries是 Kotlin 1.9+ 中替代values()的方式。
3. 作用域函数 — Kotlin 的独门武器
作用域函数是 Kotlin 中最常用的语法糖之一。一共有 5 个：let、apply、run、with、also。
3.1 with — “在这个对象上下文中”
// PICO Demo 中最常见的用法
fun mainApp(scope: SpatialAppScope) =
with(scope) {
// 这里直接调用 scope 的方法，不需要 scope.xxx
DefaultWindowContainer {
PicoTheme {
// ...
}
}
}with 把接收者作为 lambda 的上下文，让你直接调用接收者的方法而无需重复写 scope.。
3.2 apply — “配置对象并返回它”
// Java 方式：先 new，然后 set，最后返回
Entity entity = new Entity("myId");
entity.setName("MyName");
entity.setParent(parent);
// Kotlin apply：创建 + 配置 = 一条表达式
val entity = Entity().apply {
name = "MyName"
parent = parentEntity
}
// apply 返回配置后的对象本身TIP
🔑 PICO Demo 实战
// RoomLighting.kt viewModelScope.async { IblEntity().apply { initialize() } }
apply让对象创建和初始化在一条表达式中完成。
3.3 let — “对非空值执行操作”
// Java 式空检查
if (data != null) {
process(data);
}
// Kotlin 的 let + 安全调用
data?.let { processed ->
process(processed)
}
// 或者用隐式 it
data?.let { process(it) }let 在 PICO Demo 中最常见的用途是与安全调用运算符 ?. 配合使用。
3.4 run — “计算一个值”
val label = run {
val formatted = formatData()
val timestamp = getTimestamp()
"$formatted @ $timestamp"
}
// run 也可以作为带接收者的 lambda——等价于 with，但返回值是 lambda 的最后一行
entity.run {
// this 是 entity
position = Vector3(0f, 1f, 0f)
rotation = Quat.identity
}3.5 also — “执行副作用”
// also 返回原始对象，但允许你执行额外操作
val entity = Entity().also {
Log.d(TAG, "Created entity: ${it.id}")
statsCounter.increment()
}速查表
| 函数 | 上下文对象 | 返回值 | 典型用途 |
|---|---|---|---|
let | it | lambda 结果 | 空安全执行、局部变量限定 |
apply | this | 上下文对象本身 | 对象配置（Builder 风格） |
run | this | lambda 结果 | 对象配置 + 返回值 |
with | this | lambda 结果 | 对同一对象执行多个操作（非扩展函数） |
also | it | 上下文对象本身 | 副作用、日志、调试 |
4. Sequence — 惰性集合
Kotlin 的 Sequence 类似 Java 的 Stream——惰性求值，避免中间集合创建。
Java Stream:
list.stream()
.filter(x -> x > 3)
.map(x -> x * 2)
.limit(5)
.collect(toList());Kotlin Sequence:
list.asSequence()
.filter { it > 3 }
.map { it * 2 }
.take(5)
.toList()WARNING
注意 对于小集合，直接使用
list.filter {...}.map {...}更简单。只有在链式操作很多、或者处理大集合时才需要asSequence()。
5. PICO Demo 中的函数式模式
模式：用 Map/List 存储多种方案
// PhysicsViewModel.kt — 用 mapOf 存储状态映射
data class PhysicsUiState(
val playPhase: PlayPhase = PlayPhase.IDLE,
val hint: String = "",
val isHintShow: Boolean = false
)
// spatalui demo — 用 data class List 存储 UI 数据
data class CardData(
@DrawableRes val image: Int,
@StringRes val title: Int,
@StringRes val content: Int,
val color: Color
)
val demoData = listOf(
CardData(...),
CardData(...),
)模式：with(scope) + DSL 构建 UI
// 7 个 Demo 项目的 mainApp 统一模式
fun mainApp(scope: SpatialAppScope) =
with(scope) {
DefaultWindowContainer {
PicoTheme {
HomePage()
}
}
}
// with(scope) 让 scope 变成 this
// DefaultWindowContainer { } 相当于 this.DefaultWindowContainer { }
// PicoTheme { } 相当于 this.PicoTheme { }模式：协程 + 集合 + 函数式
// AudioResourceStore.kt — 预加载所有音频文件
suspend fun preloadAudio() = coroutineScope {
AUDIO_NAME_TO_PATH
.filterKeys { it !in audioResourceMap }
.map { (name, path) ->
async(Dispatchers.IO) {
name to AudioResource.load(name, path, LoadType.FROM_ASSETS)
}
}
.awaitAll()
.forEach { (name, res) -> audioResourceMap[name] = res }
}看到这里的组合了吗？集合操作（filterKeys + map） + 协程（async + awaitAll） + 作用域函数（forEach） —— Kotlin 的三大特性融合在一起。
快速练习
用 Kotlin 将以下 Java 代码重写：
// Java
List<String> result = new ArrayList<>();
for (User user : userList) {
if (user.getAge() >= 18) {
result.add(user.getName().toUpperCase());
}
}
Collections.sort(result);点击查看答案
// Kotlin
val result = userList
.filter { it.age >= 18 }
.map { it.name.uppercase() }
.sorted()下一课预告
下一课我们将进入实战环节——综合解读 PICO 8 个 Demo 项目的 Kotlin 代码模式，把所有学到的知识串联起来。
INFO
参考资料
- Kotlin 作用域函数官方文档
- Kotlin 集合官方文档
- 本地 Demo 作用域函数：
PICOProject/*/Main.kt中的with(scope)
上一课: 0002-kotlin-coroutines | 下一课: 0004-pico-demo-code-analysis