Kotlin 中初始化 List 的多种方式

1. 概述

本文将系统介绍在 Kotlin 中初始化 List 的各种方法。Kotlin 标准库为 List 数据类型提供了原生支持，其核心实现和相关工具方法定义在 kotlin.collections 包下的 Collections.kt 文件中。

作为 Kotlin 开发中的高频操作，掌握不同场景下如何正确创建 List 至关重要。下面我们从不可变列表、可变列表、转换构建等多个维度展开说明，帮你避开日常开发中的常见“坑”。

2. 创建空的不可变 List

使用 emptyList() 方法可以快速创建一个空的、不可变的 List：

@Test
fun emptyList() {
    val emptyList = emptyList<String>()
    assertTrue(emptyList.isEmpty(), "List is empty")
}

✅ 适用场景：函数返回空集合时推荐使用，避免返回 null 引发 NPE。
⚠️ 注意：该 List 不支持添加元素，调用 add() 会抛出 UnsupportedOperationException。

3. 创建不可变 List

3.1 使用 `listOf`

通过 listOf 构造器可创建包含指定元素的不可变 List：

val readOnlyList = listOf<String>("John", "Doe")

返回的是 List<T> 接口实例 ✅
创建后无法修改内容 ❌
支持泛型声明，类型安全

3.2 基于已有 List 创建

你可以利用 展开操作符（spread operator） 将现有 List 元素复制到新 List：

val readOnlyList = listOf<String>("John", "Doe")
val secondList = listOf<String>(*readOnlyList.toTypedArray())

⚠️ 踩坑提示：必须调用 toTypedArray() 转成数组才能使用 * 展开，直接写 *readOnlyList 是编译错误！

3.3 过滤 null 值 —— `listOfNotNull`

当你想排除 null 元素时，listOfNotNull 是更简洁的选择：

val filteredList = listOfNotNull("A", "B", null)
// 结果: ["A", "B"]

✅ 推荐用于初始化时自动剔除无效值，减少后续判空逻辑。

4. 创建可变 List

4.1 使用 `mutableListOf`

这是最常用的可变 List 构造方式，返回 MutableList<T> 实例，支持增删改操作：

@Test
fun readWriteList() {
    var mutableList = mutableListOf<String>()
    mutableList.add("Sydney")
    mutableList.add("Tokyo")
    assert(mutableList.get(0) == "Sydney")

    mutableList = mutableListOf("Paris", "London")
    assert(mutableList.get(0) == "Paris")
}

✅ 特点：

动态扩容
提供 add, remove, clear 等方法
默认底层实现是 ArrayList

4.2 使用 `arrayListOf`

arrayListOf 显式创建 ArrayList 实例，继承自 MutableList 并实现 RandomAccess 接口，适合频繁随机访问的场景：

@Test
fun readWriteList() {
    var arrList = arrayListOf<Int>()
    arrList.add(1)
    arrList.remove(1)
    assert(arrList.size == 0)

    arrList = arrayListOf(1, 2, 3, 4)
    assert(arrList.size == 4)
}

✅ 优势：

随机访问性能好（O(1)）
内部基于数组实现

❌ 场景限制：插入/删除中间元素成本较高（O(n)）

💡 建议：除非特别需要强调 ArrayList 类型，否则优先使用 mutableListOf，API 更通用。

5. 从其他类型转换为 List

Kotlin 提供了丰富的扩展函数来完成类型转换。例如，将 Map 转为 List<Pair<K, V>>：

@Test
fun fromMaps() {
    val userAddressMap = mapOf(
        "A" to "India",
        "B" to "Australia",
        "C" to null
    )
    val newList: List<Pair<String, String?>> = userAddressMap.toList()
    assert(newList.size == 3)
}

输出结果为：

[(A, India), (B, Australia), (C, null)]

✅ 类似地，你还可以对 Set、Array 等调用 .toList() 完成转换。
📌 记住：转换后的 List 是不可变的。

6. 使用构造器函数动态生成 List

6.1 使用 `List(size) { }` 和 `MutableList(size) { }`

通过指定大小和初始化 lambda，可批量生成元素：

fun dynamicBuild(){
    val myList = List(10){
        it.toString()
    }
    println(myList) 
    
    val myMutableList = MutableList(10){
        it.toString()
    }
    myMutableList.add("11")
    println(myMutableList)
}

输出：

[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 11]

🔍 参数 it 表示当前索引（从 0 开始），非常适合用于生成序列数据。

6.2 使用 `buildList` 构建复杂结构

buildList 提供了一种 DSL 风格的方式来构建 List，在 builder action 中可像操作 MutableList 一样自由添加元素，最终返回一个只读的 List：

fun build(){
    val students = listOf<String>("Hertz","Jane")
    val myList = buildList<String>(students.size + 1) {
        add("Jitendra")
        addAll(students)
    }
    println(myList)
}

输出：

[Jitendra, Hertz, Jane]

✅ 优点：

写法清晰，适合构建逻辑较复杂的列表
避免暴露可变引用
性能优于多次 + 拼接

📌 自 Kotlin 1.4 起引入，建议替代旧式的 mutableListOf().apply { ... } 模式。

7. 总结

方法	是否可变	是否过滤 null	适用场景
`emptyList()`	❌	-	返回空集合占位
`listOf()`	❌	❌	固定元素初始化
`listOfNotNull()`	❌	✅	自动剔除 null
`mutableListOf()`	✅	❌	需要动态增删
`arrayListOf()`	✅	❌	强依赖 ArrayList 特性
`toList()`	❌	取决原数据	Map/Set 转换
`List(size){}`	❌	自定义	批量生成
`buildList{}`	（临时可变）→ 最终不可变	✅	复杂构建逻辑

📌 最佳实践建议：

优先使用不可变 List（listOf / emptyList），提升代码安全性
需要修改时再用 mutableListOf
复杂构建优先考虑 buildList
转换操作善用标准库扩展函数

文中所有示例代码均可在 GitHub 获取：https://github.com/Baeldung/kotlin-tutorials/tree/master/core-kotlin-modules/core-kotlin-collections-3

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