Scala简明语法

Posted 2021-04-25 NOSQL追随者

    想看看SparkSQL的代码，发现跟中学看英文小说一样，只能模糊的猜测语言的含义，无法理解，更不要说欣赏。虽然一直对各种新的编程语言不太感冒，也不是很喜欢对一个基本概念反复包装然后还要定下规则，不过也没办法，还是得稍微了解下，否则这个代码怕看不下去。

    大概就是比较快速的把[1]里面的内容看一遍，基于C++理解一下，便于后面看代码，目标明确，内容简单，只是为了加深印象，避免看代码时候对着符号发呆：）

    

    Scala来自scalable，是面向对象和函数编程的混合体，静态类型，易扩展。Scala编译后的文件可以运行在JVM上，跟Java可以互操作。

1. 有值和变量之分。值定义类似val x = 4 + 1, 一旦赋值不可改变，调用时候也不重新计算。变量定义类似var x = 1，可以重新赋值，支持lazy计算。类型会自动推导，也可以显式定义，val/var x : Int = 4 + 1。比起Int x = 4，这似乎更符合自然语言的风格

2. Block跟C++里面一片代码类似，block最后一个表达式的值就是该block的返回结果，省掉了return，也避免了返回类型声明。Scala没有return关键字

3. 函数function是表达式的集合（带参数的block），参数要指定类型，返回值类型自动推导。定义方式类似function(x : Int) => { x + 1 }，也可以定义匿名函数。为了满足强迫症患者，有些间接的方法可以显式指定返回值类型，比如val x = new ((Int) => Int) { def apply(x : Int) =   {   x * 4  } } [3]。这里的=>可以理解为声明函数/方法时候的返回类型定义，而如果是定义函数/方法是参数后加冒号:

4. 方法跟函数类似，不过方法可以很容易的指定返回类型，也可以有多个参数列表集合。def m(x : Int)(y : String) : Int = { ... }

5. 类class跟C++类似，可以指定构造参数列表，返回Unit表示void，也可以写作()，通过new来创建。参数中x : Int = 5表示默认值，调用时候如果显式指定变量名则可以不遵守声明的变量顺序（一堆int参数的方法有救了）。成员默认public（不是很安全），可以添加private来限制，私有成员通过x_=()来实现getter/setter方法（写两个字母不好吗？）。通过类构造器参数里面声明val/var声明谁是成员变量，比如class Point(val x: Int = 0,  var y: Int = 0)表示类里面x，y是成员变量，但是x不能修改，y可以，也可以对y加上private[this] ，这样实例就不能外面调用，或者加上final，子类不可见，这对结构体来说太方便了，N行代码变一行。支持泛型，比如class X[A]，可以在实例化或者继承时候指定A的具体类型。不能多继承。整体感觉类定义变简单了，很多成员变量的属性在参数里面就指定了

6. case class是一类特殊的class，方便实现switch case，创建后一般就不变了，可以不用new关键词创建。case class比较值，不是引用，也许是调用变量的equal方法实现的。默认浅拷贝，可以显示调用copy深拷贝。标准用法x match { x => 't' \n _ => 'default' }，下划线有点像占位符，在一些不需要参数的场景也是使用下划线。在C++里面为了可读性会为一些枚举定义ToString，使用case class会方便一些，比如ToString(enum) = val match { '1' => Bad }

7. object是单例类，该类一旦定义好，该类的单例也就定义好了，比起C++里面的实现，节省了几行并发实例化的代码。do方法是保留方法

8. trait是一个很好的特性，可以通过with关键字实现多继承（叫做mix-in），AOP(Aspect oriented programming)特性。函数式语言中一般有类似机制，大致等效于将对象上的函数摘除、重写或者添加一个新函数。traits通过extends实现继承（我纳闷咋不用符号了，Scala不是很喜欢符号吗？），通过override实现方法重载（比C++清晰），没有构造函数，从类继承时候也不必实现抽象方法。其和class的区别，这个哥们说的不错“Conceptually, a trait is a component of a class, not a class by itself. As such, it typically does not have constructors, and it is not meant to 'stand by itself'. I suggest using an abstract class when it has an independent meaning, and traits when you just want to add functionality in an object-oriented manner. " [4]

9. scala 程序入口是Main。object Main {  def x(): Unit = println("Hello, Scala developer!") }，通过Main.x()调用

10. scala类型系统类似C++，Int/Char等是值，String等是对象，Any类型內建到语言层面，写代码应该会方便。类型关系见最后的图，来自[1]

11. 继承或者组合：根据extends，with的顺序逐步初始化内部变量，就好像调用了每个class或者traits的Init方法一样

12. 高阶函数：类似closure递归绑定，参数还可以是closure，可以是独立函数也可以是类实例的方法，支持泛型，指定或者推导均可

13. currying, 如果一个方法有N个参数，调用时候参数M少于N，则自动形成一个函数，其参数列表就是剩下的N-M个参数，跟bind里面的占位符类似

14. s"$var"可以自动拼接字符串，如果var是非字符，可以自动转换

15. apply和unapply：apply类似从参数构造对象，unapply反过来，可以从对象得到参数，比如var Class(para) = new Class(para1), 则para是可以被解析为para1的，作用似乎不大，变量本身也可以访问，而且更清楚

16. 关于variance 还是挺有用的，比如A <- B <- C继承关系，container[B] 表示只能放B，不能放A C，叫做invariance；container[+B] 表示能放C，不能放A, 叫variance；container[-B] 表示能放A，不能放C，这个比较诡异，似乎没啥用, 叫contrvariance

17. 上面variance的约束只针对邻居，如果是有庞大的继承链，那么需要更灵活的约束，通过<: 和 >:可以控制继承链上的哪一段放进去。比如A <- B <- C <- D <- E，container[P <: B] 则只能B的基类才能放进来, 比如append(A)；container[P >: B] 则只能B的子类才能放进来，比如append(C)

18. Inner class：跟C++不同，inner class默认只属于某个对象，而不是属于定义这个inner class的类。class A { class IA { def x(n : IA) { ... } } }，默认情况下，x接受的类型必须属于某个对象，也只有这个对象创建的IA才能被接受；如果想越过这个规则，做类似C++ inner class的事情，则需要显式定义，class A { class IA { def x(n : A#IA) { ... } } }。给人的感觉是默认情况下IA是A对象形成后才存在的

19. 函数参数可以是组合类型，即def cloneAndReset(obj : Cloneable with Resetable) : Cloneable = { ... }，只有这么写才能约束参数类型。复杂一点的写法是先定义一个类型，在用这个类型作为参数

20. Self-type：如果trait A里面引用了trait B，那么所有extends A的trait必须with B，在定义组合类行为时候可能更干净明确。这么做大概是因为trait之间约束比较弱，这种弱可能是故意的，从而为trait之间的自由组合打下基础

21. By-Name parameter，与By-Value parameter相对，后者只evaluate一次，后面直接使用结果，而前者每次调用都要重新evaluate。写法类似def calculate(input: => Int) = input * 37，在类型前面加=>

    对于分布式系统来说，我觉得一个语言是否好用可能有两个方面比较重要，一个是并发模型，一个是异常体系。这一块Scala可以选择跟Java类似，比如线程池和try..catch..final，也可以选择Akka，并发处理和异常处理自成体系，Akka的文档写的不错，从why到how都讲了。不过我觉得还是把协程搞搞好，然后开发连Actor也不用看了，无限执行体，顺序写代码还是很美好的。

    Scala语法差不多也就这样了，整体看，似乎想将代码片段变得更短，从而看起来简洁，也更加容易复用，很爱使用各种符号，看的我有点眼花。

                                                                      图1. 类型体系

[1]. http://docs.scala-lang.org/tutorials/tour/tour-of-scala.html

[2]. https://www.tutorialspoint.com/scala/index.htm

[3]. http://www.familylifemag.com/question/427847/is-it-possible-to-specify-an-anonymous-functions-return-type-in-scala

[4]. https://stackoverflow.com/questions/2005681/difference-between-abstract-class-and-trait