在前面的章節裡，我們討論了如何建立 Collection，以及操作它們的各種方式。Collection 裡的四大類別雖然看似相似，但實則有些微的差異。在這個章節裡，我們就要來討論 Collection 間的差異，以及如何依需求轉型。

Collection 的繼承關係

首先用 Kotlin 官網上的 Collection 繼承關係圖了解一下 Collection 這個類別是怎麼被實作出來的，以及各自間的關係。

由這張圖可以看出 Collection<T> 是繼承 Iterable<T> 來的，它實作了讓我們可以迭代的行為，也就是為何我們可以用 for 把 Collection 內容倒出來的原因。而 Collection<T> 可謂萬物之始，這個 Interface 實作了許多常見的唯讀行為，像是取得 Collection 大小、檢查內容元素…等。我們在設計參數時，可以利用這個特性讓傳入的變數可以是 List 或 Set。而 MutableCollection 則是讓 Collection 擁有變更的能力。

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

fun main() {
    val stringList = listOf("one", "two", "one")
    printAll(stringList) // one two one 
    
    val stringSet = setOf("one", "two", "three")
    printAll(stringSet) // one two three 
}

List<T> 在儲存元素時會以 index 標記儲存的順序，index 是從 0 開始計算，儲存在 List 裡的元素是可以重複的，元素也可以包括 null。當我們比較兩個 List 的時候，只要 List 大小相同、結構一樣、內容物的順序也一樣的話，Kotlin 就會視為相同。乍看之下，List 跟 Array 一樣，但兩者間最大的不同是，Array 的大小是在初始時就決定且不可變的，而 List 在實作時其實是 ArrayList，可以想像成是一種可變的 Array。而 MutableList<T> 則是讓 List<T> 擁有變更的能力。

val bob = Person("Bob", 31)
val people = listOf(Person("Adam", 20), bob, bob)
val people2 = listOf(Person("Adam", 20), Person("Bob", 31), bob)
println(people == people2) // true
bob.age = 32
println(people == people2) // false

Set<T> 則是只能儲存不重複的元素，即便是 null 也只能放一個，而元素在其中的順序是未定義的。當我們比較兩個 Set 的時候，只要大小相同、裡面放的元素相同，就算放進去的順序不同，兩個 Set 也會被視為相同是它的特色。MutableSet 是實作 MutableCollection 的版本，擁有變更的能力。

val numbers = setOf(1, 2, 3, 4)
println("Number of elements: ${numbers.size}") // Number of elements: 4

if (numbers.contains(1)) println("1 is in the set") // 1 is in the set

val numbersBackwards = setOf(4, 3, 2, 1)
println("The sets are equal: ${numbers == numbersBackwards}") // The sets are equal: true

從圖上可以看出來，Map<K, V> 並不是從 Collection 繼承出來的，不過它依然是一種 Collection 類別。Map 是儲存 key 與 value 的對照，key 是唯一的但 value 卻可以重複。當我們比較兩個 Map 的時候，只要大小相同、key 和 value 的組合都一樣，即便順序不同 Kotlin 也視為相同。

val numbersMap = mapOf("key1" to 1, "key2" to 2, "key3" to 3, "key4" to 1)    
val anotherMap = mapOf("key2" to 2, "key1" to 1, "key4" to 1, "key3" to 3)

println("The maps are equal: ${numbersMap == anotherMap}") // The maps are equal: true

比較表

在了解各個類別的繼承關係及特性後，是不是覺得很容易搞混呢？這邊將 Collection 之間的差異做成一個比較表：

轉換 Collection

有時在資料操作的過程，會需要不同 Collection 的特性，但變數已經宣告、類別已經決定了怎麼辦？沒關係，Kotlin 也提供了一系列 to 開頭的轉換 method，讓我們可以在 List 與 Set 間轉換。當然，也可以將 List 或 Set 轉成 MutableList 或 MutableSet。

val myList = listOf(1, 2, 3, 4, 4)
myList.toList()
myList.toMutableList()
myList.toSet()
myList.toMutableSet()

既然 List 與 Set 可以互轉，聰明的你是否想到可以利用 Set 不可重複的特性，將 List 轉成 Set 就可以去除重複呢？的確，在前面的章節提到的 distinct()，其原理就是這樣實作的喔！

val name = listOf("Tom", "John", "Tina", "Sean", "John")
name.toSet().toList() // ["Tom", "John", "Tina", "Sean"]
name.distinct() // ["Tom", "John", "Tina", "Sean"]

Map 在資料結構上不同，所以在轉換上是有條件的。假如 List 或 Set 裡面放的是 Pair 的話，才有辦法直接轉成 Map。

val myPairList = listOf(
    Pair(1, "one"),
    Pair(2, "two"),
    Pair(3, "three"),
)
myPairList.toMap()

假如不是 Pair 的話，我們也可以用轉換章節裡提過的 map() 先做一次轉換成 Pair，然後再轉成 Map 即可。

val myList = listOf(1, 2, 3, 4, 4)
val mySet = setOf("one", "two", "three", "four")
myList.zip(mySet).map {
    it.first to it.second
}.toMap() // {1=one, 2=two, 3=three, 4=four}

另外一種方式是透過 associate 開頭的 method，可以將 List 裡的內容取出後做關聯，直接組合出指定的 Map。

data class User(val name: String, val age: Int, val hobbies: List<String>)
val user1 = User("John", 18, listOf("Hiking"))
val user2 = User("Sara", 25, listOf("Chess"))
val user3 = User("Dave", 34, listOf("Games"))
al myList = listOf(user1, user2, user3)
myList.associateBy({ it.name }, { it.hobbies }) // {John=[Hiking], Sara=[Chess], Dave=[Games]} 

參考資料

• Kotlin Collections Overview
• Kotlin 權威 2.0：Android 專家養成術第 11 章
• Converting a List to Map in Kotlin