type: doc layout: reference category: "Syntax"
title: "区间"
区间
区间表达式由具有操作符形式 ..
的 rangeTo
函数辅以 in
和 !in
形成。
区间是为任何可比较类型定义的,但对于整型原生类型,它有一个优化的实现。以下是使用区间的一些示例:
if (i in 1..10) { // 等同于 1 <= i && i <= 10
println(i)
}
整型区间(IntRange
、 LongRange
、 CharRange
)有一个额外的特性:它们可以迭代。
编译器负责将其转换为类似 Java 的基于索引的 for
-循环而无额外开销:
for (i in 1..4) print(i) // 输出“1234”
for (i in 4..1) print(i) // 什么都不输出
如果你想倒序迭代数字呢?也很简单。你可以使用标准库中定义的 downTo()
函数:
for (i in 4 downTo 1) print(i) // 输出“4321”
能否以不等于 1 的任意步长迭代数字? 当然没问题, step()
函数有助于此:
for (i in 1..4 step 2) print(i) // 输出“13”
for (i in 4 downTo 1 step 2) print(i) // 输出“42”
要创建一个不包括其结束元素的区间,可以使用 until
函数:
for (i in 1 until 10) { // i in [1, 10) 排除了 10
println(i)
}
它是如何工作的
区间实现了该库中的一个公共接口:ClosedRange<T>
。
ClosedRange<T>
在数学意义上表示一个闭区间,它是为可比较类型定义的。
它有两个端点:start
和 endInclusive
他们都包含在区间内。
其主要操作是 contains
,通常以 in
/!in
操作符形式使用。
整型数列(IntProgression
、 LongProgression
、 CharProgression
)表示等差数列。
数列由 first
元素、last
元素和非零的 step
定义。
第一个元素是 first
,后续元素是前一个元素加上 step
。 last
元素总会被迭代命中,除非该数列是空的。
数列是 Iterable<N>
的子类型,其中 N
分别为 Int
、 Long
或者 Char
,所以它可用于 for
-循环以及像 map
、filter
等函数中。
对 Progression
迭代相当于 Java/JavaScript 的基于索引的 for
-循环:
for (int i = first; i != last; i += step) {
// ……
}
对于整型类型,..
操作符创建一个同时实现 ClosedRange<T>
和 *Progression
的对象。
例如,IntRange
实现了 ClosedRange<Int>
并扩展自 IntProgression
,因此为 IntProgression
定义的所有操作也可用于 IntRange
。
downTo()
和 step()
函数的结果总是一个 *Progression
。
数列由在其伴生对象中定义的 fromClosedRange
函数构造:
IntProgression.fromClosedRange(start, end, step)
数列的 last
元素这样计算:对于正的 step
找到不大于 end
值的最大值、或者对于负的 step
找到不小于 end
值的最小值,使得 (last - first) % increment == 0
。
一些实用函数
rangeTo()
整型类型的 rangeTo()
操作符只是调用 *Range
类的构造函数,例如:
class Int {
//……
operator fun rangeTo(other: Long): LongRange = LongRange(this, other)
//……
operator fun rangeTo(other: Int): IntRange = IntRange(this, other)
//……
}
浮点数(Double
、 Float
)未定义它们的 rangeTo
操作符,而使用标准库提供的泛型 Comparable
类型的操作符:
public operator fun <T: Comparable<T>> T.rangeTo(that: T): ClosedRange<T>
该函数返回的区间不能用于迭代。
downTo()
扩展函数 downTo()
是为任何整型类型对定义的,这里有两个例子:
fun Long.downTo(other: Int): LongProgression {
return LongProgression.fromClosedRange(this, other.toLong(), -1L)
}
fun Byte.downTo(other: Int): IntProgression {
return IntProgression.fromClosedRange(this.toInt(), other, -1)
}
reversed()
扩展函数 reversed()
是为每个 *Progression
类定义的,并且所有这些函数返回反转后的数列:
fun IntProgression.reversed(): IntProgression {
return IntProgression.fromClosedRange(last, first, -step)
}
step()
扩展函数 step()
是为每个 *Progression
类定义的,
所有这些函数都返回带有修改了 step
值(函数参数)的数列。
步长(step)值必须始终为正,因此该函数不会更改迭代的方向:
fun IntProgression.step(step: Int): IntProgression {
if (step <= 0) throw IllegalArgumentException("Step must be positive, was: $step")
return IntProgression.fromClosedRange(first, last, if (this.step > 0) step else -step)
}
fun CharProgression.step(step: Int): CharProgression {
if (step <= 0) throw IllegalArgumentException("Step must be positive, was: $step")
return CharProgression.fromClosedRange(first, last, if (this.step > 0) step else -step)
}
请注意,返回数列的 last
值可能与原始数列的 last
值不同,以便保持不变式 (last - first) % step == 0
成立。这里是一个例子:
(1..12 step 2).last == 11 // 值为 [1, 3, 5, 7, 9, 11] 的数列
(1..12 step 3).last == 10 // 值为 [1, 4, 7, 10] 的数列
(1..12 step 4).last == 9 // 值为 [1, 5, 9] 的数列