Kotlin编程语言（七）——区间（ranges）

Kotlin编程语言（七）——区间（ranges）

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在 Kotlin 中，区间（ranges）是一种常用的数据结构，用于表示一系列连续的值。Kotlin 提供了几种不同的区间类型，包括开区间、闭区间、半开区间等。下面是这些区间的定义和使用方法，以及 .. 和 until 之间的关系和区别。

1. 闭区间（Closed Range）

闭区间包括区间的起点和终点。在 Kotlin 中，闭区间使用 .. 运算符定义。

• 定义

val range = start..end

• 示例

val closedRange = 1..5  // 包括 1 和 5，即 [1, 5]

2. 半开区间（Half-Open Range）

半开区间包括区间的起点，但不包括终点。在 Kotlin 中，半开区间使用 until 函数定义。

• 定义

val range = start until end

• 示例

val halfOpenRange = 1 until 5  // 包括 1，不包括 5，即 [1, 4)

注意：在 Kotlin 中，要定义一个左开右闭区间（即不包括左端点但包括右端点的区间），可以使用一些技巧来实现。Kotlin 没有直接提供这样的区间类型，但可以通过组合操作来实现。

• 使用 IntRange 和 filter 方法：
  先创建一个闭区间 [1, 100]，然后过滤掉左端点 1。
  示例：val range = (1…100).filter { it > 1 }
• 使用 IntRange 和 asSequence 方法：
  创建一个闭区间 [1, 100]，然后转换为序列并过滤掉左端点 1。
  示例：val range = (1…100).asSequence().filter { it > 1 }.toList()
• 使用 IntRange 和 takeWhile 方法：
  创建一个闭区间 [1, 100]，然后使用 takeWhile 方法过滤掉左端点 1。
  示例：val range = (1…100).asSequence().takeWhile { it <= 100 }.filter { it > 1 }.toList()
• 使用 IntRange 和 IntProgression：
  创建一个从 2 开始到 100 的闭区间。
  示例：val range = 2…100(最简洁)

3. 开区间（Open Range）

开区间既不包括起点也不包括终点。Kotlin 没有直接提供开区间的语法，但可以通过组合操作来实现。

• 定义

val openRange = (start + 1)..(end - 1)

• 示例

val openRange = (1 + 1)..(5 - 1)  // 不包括 1 和 5，即 (1, 4)

4. 反向区间（Reverse Range）

反向区间是从终点到起点的区间。在 Kotlin 中，可以使用 downTo 函数定义反向区间。

• 定义

val range = start downTo end

• 示例

val reverseRange = 5 downTo 1  // 从 5 到 1，即 [5, 4, 3, 2, 1]

5. 步长区间（Step Range）

步长区间是指在区间中每隔一定步长取值。在 Kotlin 中，可以使用 step 函数定义步长区间。

• 定义

val range = start..end step stepValue

• 示例

val stepRange = 1..10 step 2  // [1, 3, 5, 7, 9]

关系和区别

• 闭区间 ..：

  • 包括区间的起点和终点。
  • 示例：1..5 表示 [1, 5]。

• 半开区间 until：

  • 包括区间的起点，但不包括终点。
  • 示例：1 until 5 表示 [1, 4)。

• 开区间：

  • 既不包括起点也不包括终点。
  • 需要手动组合操作来实现。
  • 示例：(1 + 1)..(5 - 1) 表示 (1, 4)。

• 反向区间 downTo：

  • 从终点到起点的区间。
  • 示例：5 downTo 1 表示 [5, 4, 3, 2, 1]。

• 步长区间 step：

  • 在区间中每隔一定步长取值。
  • 示例：1..10 step 2 表示 [1, 3, 5, 7, 9]。

总结

• 闭区间 ..：包括起点和终点。
• 半开区间 until：包括起点，不包括终点。
• 开区间：既不包括起点也不包括终点，需要手动组合操作。
• 反向区间 downTo：从终点到起点。
• 步长区间 step：每隔一定步长取值。

通过这些不同的区间类型，Kotlin 提供了灵活的方式来处理各种范围和序列的问题。