Flutter/Dart第03天：Dart可迭代集合

来源:https://www.cnblogs.com/obullxl/archive/2023/09/28/NTopic2023092701.html
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在Dart學習的第02天，我們通過基礎語法說明和樣例代碼的方式，學習了Dart的16個基礎語法，這些基礎語法給我們後面編寫的Flutter程式打下來堅實基礎。今天，我們繼續深入學習Dart乃至所有編程語言都非常重要的部分：可迭代的集合…… ...


Dart官網代碼實驗室：https://dart.dev/codelabs/iterables

重要說明：本博客基於Dart官網代碼實驗室，但並不是簡單的對官網文章進行翻譯，我會根據個人研發經驗，在覆蓋官網文章核心內容情況下，加入自己的一些擴展問題和問題演示和總結，包括名稱解釋、使用場景說明、代碼樣例覆蓋等。

可迭代集合說明

什麼是集合？集合代表一組對象的組合，集合中的對象一般稱為元素，元素的數量可以是0個（即空集合），也可以有多個。

什麼是迭代？迭代即順序訪問，即這個集合中的元素可從頭到尾進行順序訪問（一般在迴圈遍歷中使用）。在Java中，我們知道有個Iterable迭代類，在Dart中也有這個類（https://api.dart.dev/stable/3.1.3/dart-core/Iterable-class.html），我們用的最多的就是List和Set介面，他們是迭代集合的基礎，也是一個應用程式的基礎。

Map是可迭代集合嗎？Map類代表了一組元素，因此它是一個集合。但Map類沒有實現Iterable類（https://api.dart.dev/stable/3.1.3/dart-core/Map-class.html），因此它不可迭代，也就是說：Map是不可迭代的集合。但是它的元素集合（Map#entries）、鍵集合（Map#keys）和值集合（Map#values）都是可迭代集合。

迭代和集合訪問元素的不同方式：迭代通過elementAt(index)方法訪問元素，而集合可以通過[index]下標的方法訪問元素：

void main() {
  // 1. 迭代和集合訪問元素
  final List<int> alist = [1, 2, 3];
  final Iterable<int> iterable = alist;
  print('1. 迭代和集合訪問元素: ${iterable.elementAt(2)} <-> ${alist[2]}');
  
  // 結果：1. 迭代和集合訪問元素: 3 <-> 3
}

可迭代集合元素訪問方法

可迭代集合元素的訪問方式有很多種，包括for迴圈，集合的第1個元素，集合的最後1個元素，尋找符合條件的第1個元素等。

for-in迴圈訪問集合元素

這種方式使用最多了，各種編程語言基本類似：

void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];
  
  // 2.1. for迴圈訪問集合元素
  for (final element in alist) {
    print('2.1. for迴圈訪問集合元素: $element');
  }
  
  // 結果：
  // 2.1. for迴圈訪問集合元素: 1
  // 2.1. for迴圈訪問集合元素: 2
  // 2.1. for迴圈訪問集合元素: 3
}

first第一個和last最後一個元素：空集合異常

通過first和last屬性，可直接訪問集合的第1個和最後1個元素：

void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];

  // 2.2 first第一個和last最後一個元素
  print('2.2. first第一個和last最後一個元素: first=${alist.first}, last=${alist.last}');
  
  // 結果：2.2. first第一個和last最後一個元素: first=1, last=3
}

擴展問題：如果集合只有1個元素，或者集合是空集合，first和last返回的內容是什麼呢？

void main() {
  final List<int> oneList = [1];
  print('2.2. first第一個和last最後一個元素: one.first=${oneList.first}, one.last=${oneList.last}');
  
  // 結果：2.2. first第一個和last最後一個元素: one.first=1, one.last=1
  
  final List<int> emptyList = [];
  print('2.2. first第一個和last最後一個元素: empty.first=${emptyList.first}, empty.last=${emptyList.last}');
  
  // 結果：Bad state: No element
}

// 異常如下：
Unhandled exception:
Bad state: No element
#0      List.first (dart:core-patch/growable_array.dart:343:5)

結論：只有1個元素的集合，first和last返回值相同，均為唯一的那個元素；對於空集合，first或者last均拋出異常！

firstWhere()/orElse符合條件的第1個元素

斷言：一個返回true/false的表達式、方法或者代碼塊。firstWhere()的本質就是遍歷集合，對每個元素進行斷言，然後返回第一個斷言為true的元素。

void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];

  // 2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素
  final int firstWhere = alist.firstWhere((element) => element > 1);
  print('2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素: $firstWhere');

  // 結果：2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素: 2
}

擴展問題：如果過濾條件均不滿足（即每個元素斷言均返回false），則返回結果是什麼呢？

void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];

  // 2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素
  final int firstWhere2 = alist.firstWhere((element) => element > 3);
  print('2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素2: $firstWhere2');

  // 結果：Bad state: No element
}

// 異常如下：
Unhandled exception:
Bad state: No element
#0      ListBase.firstWhere (dart:collection/list.dart:132:5)

結論：和空集合一樣，當firstWhere()無法匹配到任何元素時，會拋出異常！

那麼，當無法匹配到任何元素時，有沒有辦法不拋出異常，而是返回一個預設值呢？

答案是有的：firstWhere()斷言之後，增加orElse預設值的命名參數，它是一個函數！

void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];

  // 2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素
  final int firstWhere2 = alist.firstWhere(
    (element) => element > 3,
    orElse: () => -1,
  );
  print('2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素2: $firstWhere2');

  // 結果：2.3. firstWhere()符合條件的第1個元素2: -1
}

any()/every()集合檢測（有趣的結果和源代碼）

當我們需要檢測集合中是否存在符合某個條件的元素，或者所有元素是否符合某個條件。在Dart語言中，我們可以使用any()和every()這兩個集合條件檢測方法，來達到我們的目的。

  • any()方法：集合中存在任一一個元素符合條件
  • every()方法：集合中的所有元素均符合條件
void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];

  // 2.4. any()/every()集合條件檢測
  final bool anyGtTwo = alist.any((element) => element > 2);
  final bool everyGtZero = alist.every((element) => element > 0);
  final bool everyGtTwo = alist.every((element) => element > 2);
  print('2.4. any()/every()集合條件檢測: anyGtTwo=$anyGtTwo, everyGtZero=$everyGtZero, everyGtTwo=$everyGtTwo');

  // 結果：2.4. any()/every()集合條件檢測: anyGtTwo=true, everyGtZero=true, everyGtTwo=false
}

擴展問題：如果是個空集合，any()和every()的結果如何，會拋出異常嗎？

void main() {
  final elist = <int>[];
  final bool anyGtZero = elist.any((element) => element > 0);
  final bool anyLtEqZero = elist.any((element) => element <= 0);
  print('2.4. any()-空集合條件檢測: anyGtZero=$anyGtZero, anyLtEqZero=$anyLtEqZero');

  // 結果：2.4. any()-空集合條件檢測: anyGtZero=false, anyLtEqZero=false

  final bool evyGtZero = elist.every((element) => element > 0);
  final bool evyLtEqZero = elist.every((element) => element <= 0);
  print('2.4. every()-空集合條件檢測: evyGtZero=$evyGtZero, evyLtEqZero=$evyLtEqZero');

  // 結果：2.4. every()-空集合條件檢測: evyGtZero=true, evyLtEqZero=true
}

有趣的結論：

  1. 針對空集合，any()和every()這2個集合條件檢測方法，不會拋出異常！
  2. 針對空集合，any()不論斷言結果如何，返回值均為false（這個結果比較容易理解）
  3. 針對空集合，every()不論斷言結果如何，返回值均為true（這個結果有的奇怪！）

我們打開源代碼，看看any()和every()的發現：any()的預設返回值為false，every()的預設返回值true

abstract mixin class Iterable<E> {
  // 預設返回值：false
  bool any(bool test(E element)) {
    for (E element in this) {
      if (test(element)) return true;
    }
    return false;
  }

  // 預設返回值：true
  bool every(bool test(E element)) {
    for (E element in this) {
      if (!test(element)) return false;
    }
    return true;
  }
}

where()/takeWhile()/skipWhile()篩選子集合

上面的any()/every()只是一個條件判斷，本節來看看，通過條件來篩選子集合：

  • where()方法：遍歷集合每個元素，返回所有符合條件的子集合；若所有元素均不符合條件，則返回空集合，而不是拋出異常！
  • takeWhile()方法：遍歷集合元素，構成新子集合元素，直到不符合條件的元素為止。
  • skipWhile()方法：與takeWhile()相反，遍歷集合元素，過濾掉前面所有符合條件元素，取結合後面元素。
void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];
  
  // 2.5. where()/takeWhile()/skipWhile()篩選子集合
  final gtOneList = alist.where((element) => element > 1);
  print('2.5. where()-篩選子集合: gtOneList=$gtOneList');

  // 結果：2.5. where()-篩選子集合: gtOneList=(2, 3)

  final takeLtThreeList = alist.takeWhile((element) => element < 3);
  print('2.5. takeWhile()-篩選子集合: takeLtTwoList=$takeLtThreeList');

  // 結果：2.5. takeWhile()-篩選子集合: takeLtTwoList=(1, 2)

  final skipNeqTwoList = alist.skipWhile((element) => element != 2);
  print('2.5. skipWhile()-篩選子集合: skipNeqTwoList=$skipNeqTwoList');

  // 結果：2.5. skipWhile()-篩選子集合: skipNeqTwoList=(2, 3)
}

map()轉換集合元素

對集合的每個元素，通過map()函數進行一次計算，可把一個結合轉換為另一個元素的集合。

void main() {
  final List<int> alist = [1, 2, 3];

  // 2.6. map()轉換集合元素
  final alistPlus3 = alist.map((e) => 3 + e);
  print('2.6. map()轉換集合元素: $alist -> $alistPlus3');

  // 結果：2.6. map()轉換集合元素: [1, 2, 3] -> (4, 5, 6)

  final intToStringList = alist.map((e) => 'value:$e');
  print('2.6. map()轉換集合元素: $alist -> $intToStringList');

  // 結果：2.6. map()轉換集合元素: [1, 2, 3] -> (value:1, value:2, value:3)
}

最後總結

特別註意：

  1. first/last/firstWhere()這些返回值為單個元素方法，當為空集合或者無法找到元素時，會拋出異常。
  2. where()/takeWhile()/skipWhile()這些返回值為集合的方法，當為空集合或者無法匹配到元素，返回空集合，不會拋出異常。
  3. any()預設返回值為false，every()預設返回值為true

我的本博客原地址：https://ntopic.cn/p/2023092701/

本文作者：奔跑的蝸牛，轉載請註明原文鏈接：https://ntopic.cn


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