集合（Collections）是可以儲存一群相同型別資料的物件，Kotlin 集合類型主要有 List、Set、Map，又可再細分為可變（mutable ）集合與不可變（immutable）集合， Kotlin 官方這邊有提供一張 Collection 結構圖（參考 Kotlin 官方文件）：

我們可以從上圖觀察出 Collection 是集合結構的根節點 root，而 Collection 還繼承了 Iterable interface ，其中 Iterable、Collection、List、Set與Map 都會再延伸出可變（Mutable）集合，清楚表達出集合成員們的關係。

Collection 既然作為根節點，我們可以觀察它內部是如何定義，下圖會發現它的內部除了繼承 Iterable 以外，也包含了 size、isEmpty、contains與 override iterator 迭代元素的操作：

我們利用一個範例進行測試，在下面範例中我們先定義一個 List 與一個 Set 的集合，再定義一個參數為 Collection 的函數，觀察兩者是否會印出一樣的值：

fun main() {
	// 定義一個 List 集合
    val stringList = listOf("one", "two", "three")
    printAll(stringList) // 印出 one two three 

	// 定義一個 Set 集合
    val stringSet = setOf("one", "two", "three")
    printAll(stringSet) // 印出 one two three
}

fun printAll(strings: Collection<String>) {
    for(s in strings) print("$s ")
    println()
}

集合類型

• List 是一個有序集合，可利用索引來存取項目（item）資料，同樣的項目數值在 list 中可重複出現多次

  fun main() {
      val numbers = listOf(1, 4, 3, 4)
      // 印出集合共有幾個元素
      println("集合共有 ${numbers.size} 個元素")
  
      // 索引起始值為 0，故 get(2) 是取得第三個數值
      println("第三個元素為 ${numbers.get(2)}")
  
      // 同上，索引起始值為 0，故 numbers[3] 是取得第四個數值
      println("第四個元素為 ${numbers[3]}") 
  
      // 數值 3 所在索引值為 2
      println("利用數值找出所在的索引值 ${numbers.indexOf(3)}")  
  
      // 此段程式會印出下列訊息：
      // 集合共有 4 個元素
      // 第三個元素為 3
      // 第四個元素為 4
      // 利用數值找出所在的索引值 2
  }
  

• Set 是一個無序集合，與 List 最大差別在於 Set 不可儲存重複數值項目，對於 Set 來說，元素的顺序並不重要

  fun main() {
      val numbers = setOf<Int>(1, 4, 3, 4)
  
      // 因 set 集合元素值不會重複，故 size 會為 3
      println("集合共有 ${numbers.size} 個元素") 
  
      // 回傳 true
      println("集合是否存在 3 的元素 ${numbers.contains(3)}") 
  
      // 印出下列訊息：
      // 集合共有 3 個元素
      // 集合是否存在 3 的元素 true
  }
  

• Map 是由鍵值（Key）與數值（Value）所組成的集合，Key 必須符合唯一性，每個 Key 值都會搭配一個 Value

  fun main() {
      val numbers = mapOf<String, Int>("key1" to 1, "key2" to 4, "key3" to  3, "key4" to  4)
      println("集合共有 ${numbers.size} 個元素")
  
      // 檢查是否有該索引值，若存在則回傳 true
      println("集合是否存在 key2 的索引值 ${"key2" in numbers}") 
  
      // 檢查是否有該數值，若有則回傳 true
      println("集合是否存在 4 的數值 ${numbers.containsValue(4)}") 
  
      // 印出下列訊息：
      // 集合共有 4 個元素
      // 集合是否存在 key2 的索引值 true
      // 集合是否存在 4 的數值 true
  }
  

可變（mutable）與不可變（immutable）

在文章開頭有提到， Kotlin 在集合這塊會再細分為可變（mutable）集合與不可變（immutable）集合，依照文章開頭的 Kotlin 官方集合結構圖會發現，所有的可變集合都是繼承自不可變的集合，兩者只差在可變集合可以改變原集合的元素數值、順序、數量等，而不可變集合只能對元素進行讀取和查詢，我們利用下面範例進行測試：

fun main() {
    // 定義一個不可變集合 List，將無法針對內容修改
    val list = listOf(1, 2, 3, 4) 
    
    // 定義一個可變集合 mutableList，此集合可修改內容
    val mutableList = mutableListOf(1, 2, 3, 4) 

    list[0] = 1 // 此行會出現編譯錯誤，錯誤訊息可參考下圖
    mutableList[0] = 5  // 成功編譯
}

編譯錯誤可參考下圖訊息，會發現到 list 集合無法修改內容：

集合操作

在實務開發中，我們經常會遇到產品的某個業務邏輯問題需要操作集合，此時就會需要了解集合的操作方式，像是如何建立一個空集合、如何加入元素到集合、如何進行集合複製、如何逐步印出集合內所有元素、如何在集合取得特定條件的元素等方法，我們利用一個範例進行深入探討：

fun main() {
    
    // 建立一個空集合 List
    val list: MutableList<Int> = mutableListOf<Int>() 
    list.add(1) // 加入元素 1
    list.add(2) // 加入元素 2
    list.add(3) // 加入元素 3
    list.add(4) // 加入元素 4

    // 此段會進行集合複製，利用 toMutableList() 方法
    val copyList = list.toMutableList() 

	// 嘗試印出 copyList 共有幾個元素，此段會印出 「copyList 有 4 個元素」
    println("copyList 有 ${copyList.size} 個元素") 

    // 嘗試利用 forEach 方法逐步印出集合內元素，結果印出「1 2 3 4 」結果
    copyList.forEach { print("$it ") } 

	// 嘗試利用 filter 方法加入偶數判斷條件，印出「2 4」結果
    copyList.filter { it % 2 == 0 }.forEach { print("$it ") } 

	println("集合取值方法")
    
    // slice 是利用區間索引值進行取值，此行會印出 [2, 3, 4]
    println(copyList.slice(1..3)) 
    
    // take 是取得0-2的元素，此行會印出 [1, 2]
    println(copyList.take(2))     
    
    // takeList 則是取得倒數0-2的元素，此行會印出 [3, 4]
    println(copyList.takeLast(2)) 
    
    // drop 會回傳指定索引的後面全部元素，此行會印出 [3, 4]
    println(copyList.drop(2))     
    
    // 此段會印出 copyList 共有 4 個元素
    println("copyList 有 ${copyList.size} 個元素") 
}

Reference

• Kotlin 官方文件－Collection