一. 集合中的函数式 API
虽然 Kotlin Collection 中的函数式 API 类似于 Java 8 Stream 中的 API。但是 Kotlin 的集合跟 Java 的集合并不一致。
Kolin 的集合分为可变集合(mutable collection)和不可变集合(immutable collection)。不可变集合是 List、Set、Map，它们是只读类型，不能对集合进行修改。可变集合是 MutableList、MutableSet、MutableMap，它们是支持读写的类型，能够对集合进行修改的操作。
Kotlin 集合中的函数式 API 跟大部分支持 Lambda 语言的函数式 API 都类似。下面仅以 filter、map、flatMap 三个函数为例，演示使用集合的高阶函数。
1.1 filter 的使用
过滤集合中大于10的数字，并把它打印出来。
listOf(5, 12, 8, 33) // 创建list集合
.filter { it > 10 }
.forEach(::println)
执行结果：
12
33
::println是方法引用（Method Reference），它是简化的 Lambda 表达式。
上述代码等价于下面的代码：
listOf(5, 12, 8, 33)
.filter { it > 10 }
.forEach{ println(it) }
1.2 map 的使用
将集合中的字符串都转换成大写，并打印出来。
listOf("java","kotlin","scala","groovy")
.map { it.toUpperCase() }
.forEach(::println)
执行结果：
JAVA
KOTLIN
SCALA
GROOVY
1.3 flatMap 的使用
遍历所有的元素，为每一个创建一个集合，最后把所有的集合放在一个集合中。
val newList = listOf(5, 12, 8, 33)
.flatMap {
listOf(it, it + 1)
}
println(newList)
执行结果：
[5, 6, 12, 13, 8, 9, 33, 34]
二. Sequence
序列(Sequence)是 Kotlin 标准库提供的另一种容器类型。序列与集合有相同的函数 API，却采用不同的实现方式。
其实，Kotlin 的 Sequence 更类似于 Java 8 的 Stream，二者都是延迟执行。Kotlin 的集合转换成 Sequence 只需使用asSequence()方法。
listOf(5, 12, 8, 33)
.asSequence()
.filter { it > 10 }
.forEach(::println)
亦或者使用sequenceOf()来直接创建新的 Sequence：
sequenceOf(5, 12, 8, 33) // 创建sequence
.filter { it>10 }
.forEach (::println)
在 Kotlin 1.2.70 的 release note 上曾说明：
使用 Sequence 有助于避免不必要的临时分配开销，并且可以显着提高复杂处理 PipeLines 的性能。
下面编写一个例子来证实这个说法：
@BenchmarkMode(Mode.Throughput) // 基准测试的模式，采用整体吞吐量的模式
@Warmup(iterations = 3) // 预热次数
@Measurement(iterations = 10, time = 5, timeUnit = TimeUnit.SECONDS) // 测试参数，iterations = 10 表示进行10轮测试
@Threads(8) // 每个进程中的测试线程数
@Fork(2) // 进行 fork 的次数，表示 JMH 会 fork 出两个进程来进行测试
@OutputTimeUnit(TimeUnit.MILLISECONDS) // 基准测试结果的时间类型
open class SequenceBenchmark {
@Benchmark
fun testSequence():Int {
return sequenceOf(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
.map{ it * 2 }
.filter { it % 3 == 0 }
.map{ it+1 }
.sum()
}
@Benchmark
fun testList():Int {
return listOf(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10)
.map{ it * 2 }
.filter { it % 3 == 0 }
.map{ it+1 }
.sum()
}
}
fun main() {
val options = OptionsBuilder()
.include(SequenceBenchmark::class.java.simpleName)
.output("benchmark_sequence.log")
.build()
Runner(options).run()
}
通过基准测试得到如下的结果：
# Run complete. Total time: 00:05:23
REMEMBER: The numbers below are just data. To gain reusable insights, you need to follow up on
why the numbers are the way they are. Use profilers (see -prof, -lprof), design factorial
experiments, perform baseline and negative tests that provide experimental control, make sure
the benchmarking environment is safe on JVM/OS/HW level, ask for reviews from the domain experts.
Do not assume the numbers tell you what you want them to tell.
Benchmark Mode Cnt Score Error Units
SequenceBenchmark.testList thrpt 20 15924.272 ± 305.825 ops/ms
SequenceBenchmark.testSequence thrpt 20 23099.938 ± 515.524 ops/ms
上述例子使用 OpenJDK 提供的基准测试工具 JMH 进行测试，它可以在方法层面进行基准测试。上述例子的结果表明，在多次链式调用时 Sequence 比起 List 具有更高的效率。
这是因为集合在处理每个步骤时都会返回一个新集合，Sequence 不会在每个处理步骤中创建集合。对于数据量比较大时，应该选择 Sequence。
三. Sequence VS Stream
Sequence 和 Stream 都使用的是惰性求值。
在编程语言理论中，惰性求值（英语：Lazy Evaluation），又译为惰性计算、懒惰求值，也称为传需求调用（call-by-need），是一个计算机编程中的一个概念，目的是要最小化计算机要做的工作。它有两个相关而又有区别的含意，可以表示为“延迟求值”和“最小化求值”。除可以得到性能的提升外，惰性计算的最重要的好处是它可以构造一个无限的数据类型。
下面列举了 Sequence 和 Stream 的一些区别：
| 特性对比 | Sequence | Stream |
|---|---|---|
| autoboxing | 会发生自动装箱 | 对于原始类型可以避免自动装箱 |
| parallelism | 不支持 | 支持 |
| 跨平台 | 支持 Kotlin/JVM、Kotlin/JS、Kotlin/Native 等多平台 | 只能在 Kotlin/JVM 平台使用，并且 jvm 版本需要>=8 |
| 易用性 | 更简洁、支持更多的功能 | 使用 Collectors 进行终端操作会使 Stream 更加冗长。 |
| 性能 | 大多数终端操作符是 inline 函数 | 对于值可能不存在的情况，Sequence 支持可为空的类型，而 Stream 会创建 Optional包装器。因此会多一步的对象创建。 |
从易用性、性能角度来看，如果要从 Sequence 和 Stream 中作出选择的话，本人更加偏向 Sequence。
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