Kotlin 中 List 的过滤操作详解

1. 概述

本文将系统介绍 Kotlin 中对 List 进行过滤的多种方式。这些方法在日常开发中非常实用，尤其在处理集合数据时能极大提升代码可读性和效率。掌握它们有助于避免手写循环、减少出错概率，也能写出更函数式风格的 Kotlin 代码。

2. 常见过滤函数（返回新 List）

Kotlin 标准库提供了丰富的高阶函数用于过滤 List，所有这类函数都遵循一个原则：不修改原列表，而是返回一个新的 List 实例。这意味着无论原始 List 是只读还是可变类型，都可以安全使用。

过滤的核心是 谓词（predicate） —— 也就是一个接收元素并返回布尔值的 lambda 表达式。✅ 匹配则保留，❌ 不匹配则丢弃。

下面是一些常用的过滤函数及其变体：

2.1 `filter()` 与 `filterTo()`

✅ filter()：根据条件筛选出满足 predicate 的元素，生成新列表。
✅ filterTo(destination)：将满足条件的元素添加到指定的目标 MutableList 中。

val countries = listOf("Germany", "India", "Japan", "Brazil", "Australia")
val filterList = countries.filter { it.length > 5 }

assertEquals(3, filterList.size)
assertTrue(filterList.containsAll(listOf("Germany", "Brazil", "Australia")))

⚠️ 注意：示例中的 list.size 应为 filterList.size，原文有笔误，已修正。

接着看 filterTo() 的用法：

var list = mutableListOf("United States", "Canada")
countries.filterTo(list) { it.length > 5 }

assertEquals(5, list.size)
assertTrue(list.containsAll(listOf("United States", "Canada", "Germany", "Brazil", "Australia")))

这个方法适合当你已经有一个目标列表，并希望把结果“追加进去”时使用，避免额外创建对象。

2.2 `filterNot()` 与 `filterNotTo()`

这两个函数正好和上面相反：筛选出不符合条件的元素。

✅ filterNot()：返回不满足 predicate 的元素组成的新列表。
✅ filterNotTo(destination)：将不满足条件的元素添加到目标 MutableList。

val filterList = countries.filterNot { it.length > 5 }

assertEquals(2, filterList.size)
assertTrue(filterList.containsAll(listOf("India", "Japan")))

再来看 filterNotTo()：

var list = mutableListOf("United States", "Canada")
countries.filterNotTo(list) { it.length > 5 }

assertEquals(4, list.size)
assertTrue(list.containsAll(listOf("United States", "Canada", "India", "Japan")))

💡 小技巧：当你想排除某些特定项时，比如长度过长、状态无效等场景，filterNot 比 !condition 更语义清晰。

2.3 `filterIndexed()` 与 `filterIndexedTo()`

有时候我们不仅需要元素本身，还需要它的索引位置来做判断。这时就要用带索引的版本。

✅ filterIndexed()：传入 (index, element) 的 lambda，基于索引和元素共同决策是否保留。
✅ filterIndexedTo(destination)：同上，但结果添加到目标列表。

val filterList = countries.filterIndexed { index, country -> 
    index != 3 && country.length > 5 
}

assertEquals(2, filterList.size)
assertTrue(filterList.containsAll(listOf("Germany", "Australia")))

这里我们排除了索引为 3 的元素（即 "Brazil"），即使它长度 > 5。

继续看 filterIndexedTo() 示例：

var list = mutableListOf("United States", "Canada")
countries.filterIndexedTo(list) { index, country -> 
    index != 3 && country.length > 5 
}

assertEquals(4, list.size)
assertTrue(list.containsAll(listOf("United States", "Canada", "Germany", "Australia")))

⚠️ 踩坑提醒：索引从 0 开始，别数错了！特别是动态删除或跳过时容易逻辑混乱。

2.4 `filterIsInstance<T>()` 与 `filterIsInstanceTo<T>()`

当你的 List 是泛型为 Any 或包含多种类型的混合列表时，可以用这个函数按类型提取元素。

✅ filterIsInstance<T>()：返回指定类型的元素列表，自动进行类型转换。
✅ filterIsInstanceTo<T>(destination)：将符合条件的元素添加到目标 MutableList<T>。

val mixedList = listOf("Germany", 49, null, "India", 91, "Japan", 81, "Brazil", null, "Australia", 61)
val numbers = mixedList.filterIsInstance<Int>()

assertEquals(4, numbers.size)
assertTrue(numbers.containsAll(listOf(49, 91, 81, 61)))

注意：null 和字符串会被自动过滤掉，只有 Int 类型被保留。

再看 filterIsInstanceTo()：

var intList = mutableListOf(1, 24)
mixedList.filterIsInstanceTo(intList)

assertEquals(6, intList.size)
assertTrue(intList.containsAll(listOf(1, 24, 49, 91, 81, 61)))

💡 这个函数特别适用于处理 JSON 解析后未严格类型化的数据，或者事件总线中不同类型的消息分发。

2.5 `filterNotNull()` 与 `filterNotNullTo()`

顾名思义，这两个函数专门用来剔除 null 值。

✅ filterNotNull()：返回不含 null 的新列表，且编译器知道其元素非空。
✅ filterNotNullTo(destination)：将非空元素添加到目标 MutableList。

val nullableCountries = listOf("Germany", "India", null, "Japan", "Brazil", null, "Australia")
val cleanList = nullableCountries.filterNotNull()

assertEquals(5, cleanList.size)
assertTrue(cleanList.containsAll(listOf("Germany", "India", "Japan", "Brazil", "Australia")))

此时 cleanList 的类型是 List<String>，不再是 List<String?>，可以直接调用 .length 等方法无需判空。

再看 filterNotNullTo()：

var target = mutableListOf("United States", "Canada") 
nullableCountries.filterNotNullTo(target)

assertEquals(7, target.size)
assertTrue(target.containsAll(listOf("United States", "Canada", "Germany", "India", "Japan", "Brazil", "Australia")))

✅ 推荐使用场景：API 返回可能含空值的数组、数据库查询结果中有可为空字段等情况。

3. 原地过滤（In-Place Filtering）

如果你明确不需要保留原始列表，可以直接修改原 MutableList，节省内存开销。这类操作只能作用于 MutableList。

3.1 使用 `iterator.remove()`

这是最安全的遍历删除方式。⚠️ 切记不要在 for-each 循环中直接 remove，会导致 ConcurrentModificationException。

val countries = mutableListOf("Germany", "India", "Japan", "Brazil", "Australia")
val iterator = countries.iterator()

while (iterator.hasNext()) {
    val current = iterator.next()
    if (current.length > 5) {
        iterator.remove()
    }
}

assertEquals(2, countries.size)
assertTrue(countries.containsAll(listOf("India", "Japan")))

✅ 安全性高，适合复杂条件判断；❌ 写法稍显冗长。

3.2 `removeAll(predicate)`

简洁高效的批量删除方式，内部也是通过迭代器实现，不会抛异常。

val countries = mutableListOf("Germany", "India", "Japan", "Brazil", "Australia")
countries.removeAll { it.length > 5 }

assertEquals(2, countries.size)
assertTrue(countries.containsAll(listOf("India", "Japan")))

✅ 推荐用于简单条件的大规模清除操作。

3.3 `retainAll(predicate)`

与 removeAll 相反，它保留满足条件的元素，其余全部删除。

val countries = mutableListOf("Germany", "India", "Japan", "Brazil", "Australia")
countries.retainAll { it.length > 5 }

assertEquals(3, countries.size)
assertTrue(countries.containsAll(listOf("Germany", "Brazil", "Australia")))

💡 可以理解为“黑名单” vs “白名单”：

removeAll: 黑名单模式，删掉匹配的

retainAll: 白名单模式，只留匹配的

4. 总结

方法	是否新建 List	用途
`filter` / `filterNot`	✅ 是	基础正向/反向过滤
`filterTo` / `filterNotTo`	❌ 否（追加）	结果写入已有列表
`filterIndexed`	✅ 是	需要索引参与判断
`filterIsInstance`	✅ 是	按类型提取元素
`filterNotNull`	✅ 是	去除 null 元素
`removeAll` / `retainAll`	❌ 否（原地）	修改原列表，节省内存

选择哪种方式取决于你的具体需求：

若需保持原列表不变 ➜ 用 filterXXX
若已有目标容器 ➜ 用 filterXXXTo
若允许修改原列表且关注性能 ➜ 用 removeAll / retainAll
若涉及类型擦除或多态数据 ➜ 用 filterIsInstance

🔗 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-2

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1. 概述

2. 常见过滤函数（返回新 List）

2.1 filter() 与 filterTo()

2.2 filterNot() 与 filterNotTo()

2.3 filterIndexed() 与 filterIndexedTo()

2.4 filterIsInstance<T>() 与 filterIsInstanceTo<T>()

2.5 filterNotNull() 与 filterNotNullTo()