============ 集合框架 ============ Scala 的集合库提供了丰富且功能强大的不可变和可变集合，并内置了大量高阶操作。 集合层次结构 ============== .. code-block:: Iterable / \ Seq Map Set / \ / \ / \ Indexed Linear Sorted HashMap Sorted HashSet | | | | | | Vector List TreeMap ... TreeSet ... .. list-table:: :header-rows: 1 * - 类别 - 不可变 (immutable) - 可变 (mutable) * - 序列（有序） - ``List``, ``Vector``, ``Range``, ``LazyList`` - ``ArrayBuffer``, ``ListBuffer`` * - 集合（无序唯一） - ``Set``, ``HashSet``, ``SortedSet`` - ``mutable.Set``, ``mutable.HashSet`` * - 映射（键值对） - ``Map``, ``HashMap``, ``SortedMap`` - ``mutable.Map``, ``mutable.HashMap`` .. important:: **默认导入的是不可变集合** (``scala.collection.immutable``)。 使用可变集合需显式引入 ``scala.collection.mutable``。 常用序列 ========= List（单向链表） ----------------- .. code-block:: scala val list = List(1, 2, 3, 4, 5) val head = list.head // 1（首元素） val tail = list.tail // List(2, 3, 4, 5)（除首元素外的剩余） val prepend = 0 :: list // List(0, 1, 2, 3, 4, 5) val append = list :+ 6 // List(1, 2, 3, 4, 5, 6) Vector（随机访问序列） ----------------------- .. code-block:: scala val vec = Vector(1, 2, 3, 4, 5) vec(0) // 1（索引访问，O(log n)） vec.updated(0, 99) // Vector(99, 2, 3, 4, 5) vec :+ 6 // Vector(1, 2, 3, 4, 5, 6) .. tip:: ``Vector`` 在大多数场景下是 ``List`` 的更好替代——随机访问更快，追加操作效率也高。 Range（数值范围） ------------------ .. code-block:: scala 1 to 5 // Range(1, 2, 3, 4, 5) 1 until 5 // Range(1, 2, 3, 4) 1 to 10 by 2 // Range(1, 3, 5, 7, 9) (5 to 1 by -1).toList // List(5, 4, 3, 2, 1) 集合核心操作 ============= 转换操作 --------- .. code-block:: scala val nums = List(1, 2, 3, 4, 5) // map: 对每个元素应用函数 nums.map(_ * 2) // List(2, 4, 6, 8, 10) // flatMap: map + 展平 nums.flatMap(x => List(x, x * 10)) // List(1, 10, 2, 20, 3, 30, 4, 40, 5, 50) // flatten: 展平嵌套集合 List(List(1, 2), List(3, 4)).flatten // List(1, 2, 3, 4) 筛选操作 --------- .. code-block:: scala val nums = List(1, 2, 3, 4, 5, 6) // filter: 保留满足条件的元素 nums.filter(_ % 2 == 0) // List(2, 4, 6) // filterNot: 排除满足条件的元素 nums.filterNot(_ % 2 == 0) // List(1, 3, 5) // take/drop: 取前 N 个 / 丢弃前 N 个 nums.take(3) // List(1, 2, 3) nums.drop(3) // List(4, 5, 6) // distinct: 去重 List(1, 1, 2, 2, 3).distinct // List(1, 2, 3) 聚合操作 --------- .. code-block:: scala val nums = List(1, 2, 3, 4, 5) // reduce: 用二元操作归约 nums.reduce(_ + _) // 15 // fold: 带初始值的归约 nums.fold(0)(_ + _) // 15 nums.foldLeft(0)(_ + _) // 15（从左到右） nums.foldRight(0)(_ + _) // 15（从右到左） // 计数与判断 nums.count(_ > 3) // 2 nums.exists(_ > 10) // false nums.forall(_ > 0) // true // 最值 nums.max // 5 nums.min // 1 nums.sum // 15 排序操作 --------- .. code-block:: scala val nums = List(3, 1, 4, 1, 5, 9) nums.sorted // List(1, 1, 3, 4, 5, 9) nums.sortBy(-_) // List(9, 5, 4, 3, 1, 1)（按降序） nums.sortWith(_ > _) // List(9, 5, 4, 3, 1, 1)（自定义比较） 分组操作 --------- .. code-block:: scala val people = List("Alice" -> 30, "Bob" -> 25, "Charlie" -> 30) // groupBy: 按函数分组 people.groupBy(_._2) // Map(30 -> List((Alice,30), (Charlie,30)), 25 -> List((Bob,25))) // partition: 按条件分两组 List(1, 2, 3, 4, 5).partition(_ % 2 == 0) // (List(2, 4), List(1, 3, 5)) Map 操作 ========= .. code-block:: scala val scores = Map("Alice" -> 95, "Bob" -> 87) scores("Alice") // 95（不存在时抛出异常） scores.get("Alice") // Some(95) scores.get("Charlie") // None scores.getOrElse("Charlie", 0) // 0 // 增删改（不可变 Map 返回新 Map） scores + ("Charlie" -> 92) // 添加 scores - "Alice" // 删除 scores.updated("Bob", 90) // 更新 // 遍历 for (name, score) <- scores do println(s"$name: $score") Set 操作 ========= .. code-block:: scala val set = Set(1, 2, 3, 3, 2) // Set(1, 2, 3) set + 4 // Set(1, 2, 3, 4) set - 1 // Set(2, 3) set.contains(2) // true // 集合运算 val a = Set(1, 2, 3) val b = Set(3, 4, 5) a.union(b) // Set(1, 2, 3, 4, 5) a.intersect(b) // Set(3) a.diff(b) // Set(1, 2) 视图（View） ============= 视图是惰性集合——操作不会立即执行，只在需要时求值： .. code-block:: scala val large = (1 to 1_000_000).view .filter(_ % 2 == 0) .map(_ * 3) .take(10) .toList // 只处理了前若干个元素，而非整个百万级集合 .. tip:: 视图适合链式操作中的**多个转换步骤**且有提前截断（``take``）的场景， 能显著减少中间集合的创建开销。