如何在 Kotlin 中无限懒惰地循环列表？

Question

我有一个directions 的列表，我想在右转或左转时找到下一个方向。这是我的工作代码：

enum class Turn { R, L }
enum class Direction { N, E, S, W }
val directionsInRightTurnOrder = listOf(Direction.N, Direction.E, Direction.S, Direction.W)

private fun calculateNextHeading(heading: Direction, turn: Turn): Direction {
    val currentIndex = directionsInRightTurnOrder.indexOf(heading)
    var nextIndex = currentIndex + if (turn == Turn.R) 1 else -1
    if (nextIndex >= directionsInRightTurnOrder.size)
        nextIndex = directionsInRightTurnOrder.size - nextIndex
    if (nextIndex < 0)
        nextIndex += directionsInRightTurnOrder.size

    return directionsInRightTurnOrder.get(nextIndex)
}

1. 但是，如果我可以获取directionsInRightTurnOrder 列表并无限地（并且懒惰地）循环浏览它，这将变得更加简单和容易阅读。在 Clojure 中，我可以做到这一点，使用 clojure.core/cycle:

(take 5 (cycle ["a" "b"]))
# ("a" "b" "a" "b" "a")

1. 另一件有帮助的事情是，如果我可以使用负索引在列表中查找，例如在 Ruby 或 Python 中：

   • http://rubyquicktips.com/post/996814716/use-negative-array-indices
   • Negative index to Python list

问题：

• 我可以通过 Kotlin 中的列表/集合执行 cycle 吗？
• 在 Kotlin 中是否有惯用的方法来进行负索引查找？

Answer 1

转述kotlin Slack上的讨论：

• 使用List#modulo 会更简单，但仍不如cycle 优雅，因为仍需要处理负索引。

• 实现循环列表的一个选项是Sequence。但是，需要编写自定义Sequence，或使用generateSequence 生成。我们认为在这种情况下这有点过头了。

最终我选择了：

1. 让Direction 了解next 和previous：

enum class Direction {
    N, E, S, W;

    private val order by lazy { listOf(N, E, S, W) }

    fun add(turns: Int): Direction {
        val currentIndex = order.indexOf(this)

        var nextIndex = (currentIndex + turns) % order.size
        return order.possiblyNegativeLookup(nextIndex)
    }

    fun subtract(turns: Int) = add(-1 * turns)
    fun next(): Direction = add(1)
    fun previous(): Direction = subtract(1)
}

1. 用possiblyNegativeLookup扩展List：

fun <E> List<E>.possiblyNegativeLookup(i: Int): E {
    return if (i < 0) this[this.size + i] else this[i]
}

所以最终的代码变成了：

val nextHeading = if (move.turn == Turn.R) heading.next() else heading.previous()

Answer 2

自定义序列，可以无限重复给定序列或列表，可以很容易地用flatten 编写：

fun <T> Sequence<T>.repeatIndefinitely(): Sequence<T> = 
    generateSequence(this) { this }.flatten()

fun <T> List<T>.repeatIndefinitely(): Sequence<T> =
    this.asSequence().repeatIndefinitely()

Answer 3

您可以在 Kotlin 中循环遍历列表/集合，方法是生成一个重复返回列表/集合的序列，然后将其展平。例如：

generateSequence { listOf("a", "b") }.flatten().take(5).toList()
// [a, b, a, b, a]

您可以定义自己的模函数，将负数和正数强制转换为有效索引以访问列表中的元素（另请参阅 Google Guava 的 IntMath.mod(int, int)）：

infix fun Int.modulo(modulus: Int): Int {
    if (modulus <= 0) throw ArithmeticException("modulus $modulus must be > 0")
    val remainder = this % modulus
    return if (remainder >= 0) remainder else remainder + modulus
}

val list = listOf("a", "b", "c", "d")
list[-1 modulo list.size] // last element
list[-2 modulo list.size] // second to last element
list[+9 modulo list.size] // second element
list[-12 modulo list.size] // first element

Answer 4

这里是cycle：

fun <T : Any> cycle(vararg xs: T): Sequence<T> {
    var i = 0
    return generateSequence { xs[i++ % xs.size] }
}

cycle("a", "b").take(5).toList() // ["a", "b", "a", "b", "a"]

以下是您如何实现转向应用程序：

enum class Turn(val step: Int) { L(-1), R(1) }

enum class Direction {
    N, E, S, W;

    fun turned(turn: Turn): Direction {
        val mod: (Int, Int) -> Int = { n, d -> ((n % d) + d) % d }
        return values()[mod(values().indexOf(this) + turn.step, values().size)]
    }
}

听起来像modulo 是您正在寻找的——负索引环绕。在 Kotlin 的标准库中找不到它，所以我自己带了。

Direction.N
    .turned(Turn.R) // E
    .turned(Turn.R) // S
    .turned(Turn.R) // W
    .turned(Turn.R) // N
    .turned(Turn.L) // W

Enum#values() 和 Enum#valueOf(_) 可以让您以编程方式访问枚举的成员。