第八章:高效的集合处理

集合是编程中最重要的概念之一。在 iOS 中,最重要的视图元素之一 ——UICollectionView,被设计用来表示一个集合。同样,在 Android 中,很难想象一个没有 RecyclerViewListView 的应用程序。当需要编写带有新闻资讯的页面时,你将会拥有一个新闻列表,每个新闻信息可能都有一个作者列表和一个标签列表;当你创建一个在线商店时,会从产品列表开始,这些产品可能有分类列表和一个不同变体的列表;当用户购买时,它们可能有购物车,里面是产品及其数量的集合;然后他们需要从一系列的送货方式和付款方式中做出选择。在某些语言中,String 只是许多字符的集合,集合在编程中无处不在!只要着眼于你当前的应用程序,很快就会看到大量的集合。

这一事实也可以反映在编程语言中,大多数现代语言都有一些集合的声明用法:

// Python
primes = [2, 3, 5, 7, 13]
// Swift
let primes = [2, 3, 5, 7, 13]

良好的集合处理是函数式编程语言的标志性功能。 Lisp 语言的名字就代表了“列表处理(list processing)”。大多数现代语言都对集合处理提供了良好的支持,这些语言也包括了 Kotlin, 它具有一组最强大的集合处理工具。来看看下面的集合处理:

val visibleNews = mutableListOf<News>()
for (n in news) {
    if(n.visible) {
        visibleNews.add(n)
    }
}

Collections.sort(visibleNews,
    { n1, n2 -> n2.publishedAt - n1.publishedAt })
val newsItemAdapters = mutableListOf<NewsItemAdapter>()
for (n in visibleNews) {
    newsItemAdapters.add(NewsItemAdapter(n))
}

在 Kotlin 中,上面的代码可以用下面的代码来替代:

val newsItemAdapters = news
    .filter { it.visible }
    .sortedByDescending { it.publishedAt }
    .map(::NewsItemAdapter)

这样的语法不仅更短,而且可读性更强。每一步都对元素列表进行具体的转换。以下是上述处理的可视化过程:

上述示例的性能看似非常相似。但事实并非总是那么简单。 Kotlin 有很多集合处理方法,我们有各种方式不同但效果相同的函数来处理列表。例如,下面的处理实现具有相同的结果,但性能差异迥异:

fun productsListProcessing(): String {
    return clientsList
        .filter { it.adult }
        .flatMap { it.products }
        .filter { it.bought }
        .map { it.price }
        .filterNotNull()
        .map { "$$it" }
        .joinToString(separator = " + ")
}

fun productsSequenceProcessing(): String {
    return clientsList.asSequence()
        .filter { it.adult }
        .flatMap { it.products.asSequence() }
        .filter { it.bought }
        .mapNotNull { it.price }
        .joinToString(separator = " + ") { "$$it" }
}

集合处理的优化不仅仅是一个智力难题。

集合处理极其重要,在大型系统中,性能通常是至关重要的。这就是为什么提高程序性能往往是很关键的,特别是当我们进行后端应用程序开发或数据分析时。但是,当我们实现前端客户端时,我们也会面临集合的处理,这也会限制应用程序的性能。作为一名顾问,在看过很多项目后,我的经验是,我在很多不同的地方看到了一次又一次的集合处理,这不是一件容易被忽略的事情。

好消息是,集合处理优化不难掌握,有一些规则和少数事情需要去记住,但事实上任何人都可以高效的完成。这就是我们这一章要学习的内容。

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