在 Kotlin 中将可变集合转换为不可变集合

1. 概述

在实际开发中，我们有时会使用可变集合来维护内部状态，但在对外暴露时希望使用不可变集合，以防止接口被滥用。本文将介绍几种将可变集合转换为不可变集合的常见方式。

2. Kotlin 内置的不可变集合方法

Kotlin 提供了内置的集合类型，如 MutableList 和 List，我们可以通过这些类型实现集合的转换。

先来看一个例子，创建一个可变列表并添加元素：

val mutableList = mutableListOf<String>()
mutableList.add("Hello")
println(mutableList.joinToString()) // 输出 "Hello"

接着，将其转换为不可变列表：

val immutableList: List<String> = mutableList.toList()

此时尝试修改该不可变列表：

immutableList[0] = "World" // 编译错误

会报错，说明不可变性得到了保证。

我们也可以将不可变列表再转为可变版本进行修改：

val backToMutableList = immutableList.toMutableList()
backToMutableList[0] = "World"
println(backToMutableList.joinToString()) // 输出 "World"
println(mutableList.joinToString())       // 输出 "Hello"

✅ 优点：使用简单，适合大多数日常场景
❌ 缺点：如果集合非常大，toList() 会进行一次完整的复制，可能影响性能

2.1. 仅通过类型转换的“伪不可变”

如果我们只是简单地将 MutableList 赋值给 List 类型：

val immutableList: List<String> = mutableList

虽然不能直接修改：

immutableList[0] = "World" // 编译错误

但用户仍然可以通过类型强转恢复可变性：

val backToMutableList = immutableList as MutableList<String>
backToMutableList[0] = "World"
println(backToMutableList.joinToString()) // 输出 "World"
println(mutableList.joinToString())       // 输出 "World"

⚠️ 这种方式无法真正保护数据安全，属于“伪不可变”。

3. 当内置方法不够用：使用委托封装

如果不想进行完整的复制，也不想让用户轻易绕过限制，可以考虑使用 Kotlin 的委托机制来封装原始集合。

定义一个不可变列表的包装类：

class ImmutableList<T>(private val protectedList: List<T>) : List<T> by protectedList

使用方式如下：

val immutableList = ImmutableList(mutableList)

尝试修改或强转会失败：

immutableList[0] = "World" // 编译错误
val backToMutable = immutableList as MutableList<String> // 编译错误

✅ 优点：无需复制数据，又能防止类型强转
❌ 缺点：需要手动实现包装类

3.1. 使用 Klutter 库简化实现

开源库 Klutter 已经为我们实现了基于委托的不可变集合封装。

添加依赖：

<dependency>
    <groupId>uy.kohesive.klutter</groupId>
    <artifactId>klutter-core</artifactId>
    <version>3.0.0</version>
</dependency>

示例使用方式：

val map = mutableMapOf<String, String>()
val set = mutableSetOf<String>()

val immutableMap = map.toImmutable()     // 深拷贝 + 不可变封装
val readOnlySet = set.asReadOnly()       // 仅封装，不复制

Klutter 提供了多种封装策略，具体实现可以参考其源码：Immutable.kt

4. 总结

方法	是否复制	是否防止强转	适用场景
`toList()`	✅ 是	✅ 是	一般场景，性能不敏感
类型转换	❌ 否	❌ 否	临时封装，不推荐用于保护数据
委托封装	❌ 否	✅ 是	需要高性能且防止滥用
Klutter 库	可选	✅ 是	推荐使用，封装完善

如需完整示例代码，可访问：GitHub 项目地址

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