Kotlin 數據結構分析

1. 列表（List）

• 特性：

• 有序集合，允許重複元素
• 不可變：listOf()
• 可變：mutableListOf()（默認實現為 ArrayList）

• 時間複雜度：

• 隨機訪問：
• 末尾插入：（攤銷時間）
• 中間插入/刪除：

• 使用場景：

val immutableList = listOf("A", "B", "C") // 只讀
val mutableList = mutableListOf(1, 2, 3)
mutableList.add(4) // 動態修改

2. 集合（Set）

• 特性：

• 無序，元素唯一（基於 hashCode() 和 equals()）
• 不可變：setOf()
• 可變：mutableSetOf()（默認 LinkedHashSet）

• 變體：

• HashSet：無序，最快操作
• LinkedHashSet：保留插入順序
• TreeSet：有序（基於紅黑樹）

• 時間複雜度：

• 添加/刪除/查找：平均 （HashSet），最壞
• TreeSet 操作：

• 使用場景：

val uniqueNumbers = setOf(1, 2, 2, 3) // 結果為 [1, 2, 3]

3. 映射（Map）

• 特性：

• 鍵值對集合，鍵唯一
• 不可變：mapOf()
• 可變：mutableMapOf()（默認 LinkedHashMap）

• 變體：

• HashMap：無序，高效哈希
• LinkedHashMap：保留插入順序
• TreeMap：按鍵排序

• 時間複雜度：

• 添加/刪除/查找：平均 （HashMap）
• TreeMap 操作：

• 使用場景：

val map = mapOf("Kotlin" to 2011, "Java" to 1995)
val mutableMap = mutableMapOf("A" to 1)
mutableMap["B"] = 2 // 動態添加

4. 數組（Array）

• 特性：

• 固定大小，類型確定（如 Array<T>、IntArray）
• 高效內存佈局（原始類型數組無裝箱開銷）

• 時間複雜度：

• 訪問/修改：
• 大小調整：不支持（需創建新數組）

• 使用場景：

val intArray = intArrayOf(1, 2, 3) // 原始類型數組
val objArray = arrayOf("A", "B")   // 對象數組

5. 序列（Sequence）

• 特性：

• 惰性求值（類似 Java Stream）
• 無中間集合生成（節省內存）

• 時間複雜度：

• 操作鏈：（單次遍歷）

• 使用場景：大數據處理管道

val result = (1..1_000_000).asSequence()
    .filter { it % 2 == 0 }
    .map { it * 2 }
    .take(10)
    .toList() // 僅計算前10個元素

性能對比總結

設計原則：

• 優先選擇不可變集合（線程安全）
• 高頻修改用 Mutable 變體
• 大數據操作用 Sequence 避免中間集合