1. 概述
在使用 Kotlin 的 List 时，我们经常需要对列表中的每个元素执行某种操作。Kotlin 提供了一组强大的高阶函数，可以高效地对列表元素应用函数。
本文将深入探讨实现这一常见任务的多种方法和技巧。
2. 问题背景
对列表元素应用函数通常涉及两种典型场景：
✅ 转换元素（Transformation）
我们希望将原列表中的每个元素通过某个函数映射为新值。例如：
- 将
Int列表转为String列表（调用toString()） - 将 ID 列表通过数据库查询转为对应的实体对象
在这种情况下，每个元素作为函数的输入参数，函数的返回值即为转换后的结果元素。
❌ 执行动作（Side Effect）
我们只是想对每个元素执行某个操作，但并不关心函数的返回值。例如：
- 给一批手机号发送短信
- 将每个元素打印到控制台作为日志输出
本文将分别讨论这两种场景，并介绍对应的解决方案。但在深入之前，先准备两个示例扩展函数：
fun String.reverseCase() = map { c -> if (c.isLowerCase()) c.uppercase() else c.lowercase() }.joinToString(separator = "")
fun String.printCaseReversed() = println("$this -> ${reverseCase()}")
如上所示，我们定义了两个 String 的扩展函数：
reverseCase()：反转字符串中每个字符的大小写并返回新字符串printCaseReversed()：内部调用reverseCase()并打印结果，无返回值（返回Unit）
接下来初始化测试数据：
val myList = listOf("a a a", "B B B", "c C c", "D d D", "e E E", "F F f")
若对 myList 中每个元素应用 reverseCase()，预期结果应为：
val expected = listOf("A A A", "b b b", "C c C", "d D d", "E e e", "f f F")
为验证正确性，后续示例将使用单元测试断言进行校验。
3. 使用 map() 函数
当涉及列表转换时，map() 是最常用的方法。其核心行为是：
🔁 遍历列表，将每个元素 A 映射为新值 B，最终生成一个包含所有 B 的新列表
下面用 map() 对 myList 应用 reverseCase()：
val result = myList.map { it.reverseCase() }
assertEquals(expected, result)
关键点：
- ✅ 返回一个全新的列表对象（不可变）
- ❌ 不修改原始列表
- ⚠️ 原始列表
myList必须是只读的（List<T>），否则可能引发并发修改问题
这是函数式编程中最推荐的“无副作用”处理方式。
4. 在 MutableList 上使用 replaceAll()
如果目标是就地修改（in-place mutation）列表本身（而非创建新列表），且列表类型为 MutableList，可使用 replaceAll()：
val mutableList = myList.toMutableList()
assertEquals(myList, mutableList)
mutableList.replaceAll { it.reverseCase() }
assertEquals(expected, mutableList)
注意要点：
- ✅ 真正实现了原地替换，内存更友好
- ✅ 语法与
map()高度相似，学习成本低 - ⚠️ 仅适用于
MutableList，对只读List调用会抛出异常 - ⚠️ 破坏了不可变性原则，在多线程或函数式风格代码中需谨慎使用
这个方法适合性能敏感且确定无共享引用的场景。
5. 使用 forEach() 函数
当我们只关心执行动作（如打印、发消息），而不关心返回值时，forEach() 是直观选择：
myList.forEach { it.printCaseReversed() } // 输出每个元素处理结果
输出如下：
a a a -> A A A
B B B -> b b b
c C c -> C c C
D d D -> d D d
e E E -> E e e
F F f -> f f F
也可用于填充另一个集合：
val result = mutableListOf<String>()
myList.forEach { result += it.reverseCase() }
assertEquals(expected, result)
⚠️ 但必须注意：forEach() 的函数签名决定了它的局限性：
public inline fun <T> Iterable<T>.forEach(action: (T) -> Unit): Unit
这意味着：
- ❌ 返回值为
Unit（类似 Java 的void） - ❌ 无法链式调用后续操作（它是终端操作）
- ❌ 在流式处理中会中断管道
这在某些复杂逻辑中会带来不便——比如你想先打印日志，再做转换。
6. 使用 onEach() 函数
为解决 forEach() 不能链式调用的问题，Kotlin 提供了 onEach()：
public inline fun <T, C : Iterable<T>> C.onEach(action: (T) -> Unit): C {
return apply { for (element in this) action(element) }
}
对比 forEach() 和 onEach()：
| 方法 | 返回类型 | 是否支持链式调用 |
|------|--------|----------------|
| forEach() | Unit | ❌ |
| onEach() | 原集合本身 (C) | ✅ |
示例：
val result = myList.onEach { it.printCaseReversed() }
assertSame(myList, result) // 返回的是原列表
输出与 forEach() 相同：
a a a -> A A A
B B B -> b b b
c C c -> C c C
D d D -> d D d
e E E -> E e e
F F f -> f f F
✅ 最大优势：支持链式操作！
val resultList = myList.onEach { it.printCaseReversed() }
.map { it.uppercase().replace(" ", ", ") }
assertEquals(listOf("A, A, A", "B, B, B", "C, C, C", "D, D, D", "E, E, E", "F, F, F"), resultList)
💡 踩坑提示：很多人误以为
onEach()是forEach()的替代品，其实它更适合作为“中间调试”工具——比如你在.filter().map().sorted()流程中想插入日志，用onEach()再合适不过。
7. 总结
| 场景 | 推荐方法 | 特点 |
|---|---|---|
| 转换元素 → 新列表 | map() |
函数式首选，安全不可变 |
| 就地修改可变列表 | replaceAll() |
内存高效，注意线程安全 |
| 执行副作用动作 | forEach() |
简单直接，但终结流 |
| 中间插入副作用 | onEach() |
支持链式调用，调试利器 |
选择建议：
- 默认优先使用
map()+ 不可变列表 - 性能关键且确定上下文安全时用
replaceAll() - 日志/监控等中间操作务必用
onEach()避免破坏流式处理
完整示例代码详见 GitHub 仓库