Kotlin 集合之 序列 Sequence

序列和迭代器的差别

对Iterable遍历执行多步操作时，会先对所有元素执行一个步骤，将结果保存到中间集合中，然后再对中间集合中所有元素执行下一个步骤，以此类推。相当于，所有元素被并行处理。

对Sequence遍历执行多步操作时，会对一个元素执行所有步骤，然后再对下一个元素执行所有步骤，以此类推。相当于，所有元素被串行处理。

序列的创建方式

通过元素创建

val s1 = sequenceOf(1, 2, 3)

通过Iterable创建

val list = listOf(1,2,3)
val s2 = list.asSequence()

通过generateSequence()函数创建

该函数有3种重载，都是用来定义如果生成第1个元素和下一个元素。当序列元素的计算函数返回null时，序列的生成过程会停止。

1. generateSequence(nextFunction: () -> T?): Sequence<T>
2. generateSequence(seed: T?, nextFunction: (T) -> T?): Sequence<T>
3. generateSequence(seedFunction: () -> T?, nextFunction: (T) -> T?): Sequence<T>

通过sequence()创建

sequence()函数可以逐个生成序列元素，这个函数的参数是一个lambda表达式，其中包括对yield()函数和yieldAll()函数的调用。这些函数会将元素返回给序列的使用者，然后暂停 sequence() 函数的执行，直到序列使用者请求下一个元素。

• yield()的参数是单个元素。
• yieldAll()的参数可以是一个Iterable对象，或一个Iterator，或另一个Sequence。
• yieldAll()函数的Sequence参数可以是无限的。如果Sequence参数是无限的，yieldAll()必须出现在lambda的最末尾，否则，后面的代码将没有机会执行。

有些语言，把这个叫生成器，比如 Python。

序列的操作

举个栗子🌰

假设有很多单词，我们要过滤长度超过3个字母的单词，然后打印前4个这种单词的长度。

使用Iterable

代码：

val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ")
val lengthsList = words.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 }
    .map { println("length: ${it.length}"); it.length }
    .take(4)

println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars:")
println(lengthsList)

执行结果：

filter: The
filter: quick
filter: brown
filter: fox
filter: jumps
filter: over
filter: the
filter: lazy
filter: dog
length: 5
length: 5
length: 5
length: 4
length: 4
Lengths of first 4 words longer than 3 chars:
[5, 5, 5, 4]

执行步骤图解：

使用Sequence

代码：

val words = "The quick brown fox jumps over the lazy dog".split(" ")
// 将 List 转换为序列
val wordsSequence = words.asSequence()

val lengthsSequence = wordsSequence.filter { println("filter: $it"); it.length > 3 }
    .map { println("length: ${it.length}"); it.length }
    .take(4)

println("Lengths of first 4 words longer than 3 chars")
// 终止操作: 以 List 形式获取结果
println(lengthsSequence.toList())

执行结果：

Lengths of first 4 words longer than 3 chars
filter: The
filter: quick
length: 5
filter: brown
length: 5
filter: fox
filter: jumps
length: 5
filter: over
length: 4
[5, 5, 5, 4]

代码执行图解：

使用Sequence时的差异

1. filter()、map()和take()这些操作，在调用toList()后才开始执行。与上面Iterable的🌰相比，是”lazy“的。
2. 当结果元素数量到达4个时，会停止处理，因为take(4)指定了最大元素数量。与上面Iterable的🌰相比，节省了操作步骤。
3. Sequence处理执行了 18 步，而使用Iterable时则需要 23 步。