Spark基础学习笔记12：Scala内建控制结构

Posted 2022-03-08 howard2005

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Spark基础学习笔记12：Scala内建控制结构相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

零、本讲学习目标
一、条件表达式
二、块表达式
三、for循环
四、条件循环
五、异常处理
六、match结构
七、变量作用域
八、补充案例
- 任务：评定成绩等级

零、本讲学习目标

掌握条件表达式
掌握各种循环
理解流间变量绑定
掌握yield语句的使用
掌握异常处理语句
了解match语句的使用
理解变量作用域

Scala提供的控制结构并不算多，因为在函数式编程中，可以自己开发出各种功能的控制结构，所以Scala提供的原生控制结构仅仅够用为止。

一、条件表达式

（一）语法格式

if (条件) 值1 else 值2

（二）执行情况

条件为真，结果是值1；条件为假，结果是值2。如果if和else的返回结果同为某种类型，那么条件表达式结果也是那种类型，否则就是Any类型

（三）案例演示

任务1、根据输入值的不同进行判断

当然也可以在一个表达式中进行多次判断
可以将上述条件表达式改造成嵌套的选择结构，可读性倒是提高了，但是简洁性降低了

任务2、编写Scala程序，判断奇偶性

打开Scala项目ScalaDemo2022，创建net.hw.structure包，在包里创建Example01对象

package net.hw.structure

import scala.io.StdIn

object Example01 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    print("n = ")
    val n = StdIn.readLine().toInt
    if (n % 2 == 0) 
      println(n.toString + "是偶数")
     else 
      println(n.toString + "是奇数")

运行程序，查看结果
利用if结构具有返回值的特性，改写程序
运行程序，查看结果

二、块表达式

（一）语法格式

语句组

块表达式为包含在符号“”中的语句块

（二）执行情况

需要注意的是，Scala中的返回值是最后一条语句的执行结果，而不需要像Java一样单独写return关键字。如果表达式中没有执行结果，就返回一个Unit对象，类似Java中的void。

（三）案例演示

语句块最后一句的值就是整个块表达式的结果
语句块最后一句没有执行结果，那么块表达式结果就是Unit

三、for循环

（一）单重for循环

1、语法格式

for (变量 <- 集合或数组 (条件)) 
     语句组

2、执行情况

表示将集合或数组中的每一个值循环赋给一个变量

3、案例演示

任务1：输出1到10

两种方式实现
Range(a, b): 从a到b，不包含b，跟Python里的range函数一样，含头不含尾
1 to 10表示将1到10的所有值组成一个集合，且包括10。若不想包括10，则可使用关键字until

任务2、遍历字符串，输出每个字符

方法一、按索引取字符串的每个字符
方法二：将字符串看作一个由多个字符组成的集合
从Scala2.13.0开始，其它类型数据与字符进行+运算，会抛出警告信息
c是Char类型，因此需要调用toString方法，将其转换成字符串，才能与其它字符串连接

任务3、计算 1 + 2 + 3 + … + 100

注意sum必须定义为var型变量

任务4、输出列表内的偶数

采用两种方式来实现

任务5、输出全部两位素数

for (n <- 10 to 100; if !(n % 2 == 0 || n % 3 == 0 || n % 5 == 0 || n % 7 == 0))
    print(n.toString + " ")

（二）嵌套for循环

1、语法格式

传统格式

for (变量1 <- 集合或数组）
    for (变量2 <- 集合或数组) 
       语句组

特有格式

for (变量1 <- 集合或数组; 变量2 <- 集合或数组 (条件)) 
   语句组

2、案例演示

任务1、打印九九表

方法一、采用双重循环来实现

在项目ScalaDemo2022里创建Example02对象

package net.hw.structure

/**
  * 功能：双重循环打印九九表
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年3月6日
  */
object Example02 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    for (i <- 1 to 9) 
      for (j <- 1 to i)
        print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + "\\t")
      println()

运行程序，查看结果

方法二、采用单重循环来实现

在项目ScalaDemo2022里创建Example03对象

package net.hw.structure

/**
  * 功能：单重循环打印九九表
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年3月6日
  */
object Example03 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i) 
      print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + "\\t")
      if (i == j) println()

运行程序，查看结果

方法三、采用单重循环与流间变量绑定来实现

在项目ScalaDemo2022里创建Example04对象
在for循环头里sep = if (i == j) "\\r\\n" else "\\t"就是流间变量绑定

package net.hw.structure

/**
  * 功能：单重循环与流间变量绑定打印九九表
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年03月06日
  */
object Example04 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i; sep = if (i == j) "\\r\\n" else "\\t")
      print(i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + sep)

运行程序，查看结果

方法四、采用单重循环、流间变量与yield来实现

for循环语句本身的返回值是Unit类型，无论在循环体中返回什么都是无效的，最终得到的都是Unit的值，但是可以在循环中的循环条件和循环体之间加上yield关键字，那么就可以将循环体产生的返回值组成数组进行返回。
在项目ScalaDemo2022里创建Example05对象

package net.hw.structure

/**
  * 功能：采用单重循环、流间变量与yield打印九九表
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年03月06日
  */
object Example05 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    val list = for (i <- 1 to 9; j <- 1 to i; sep = if (i == j) "\\r\\n" else "\\t")
      yield i.toString + "×" + j + "=" + (i * j) + sep
    for (x <- list) print(x)

运行程序，查看结果

任务2、去掉对角线

一个三阶方阵，单元格的值是行号与列号的乘积，去掉对角线，输出剩余元素
方法一、传统双重循环
方法二、特有双重循环

课堂练习：编程求解百钱买百鸡问题

我国古代数学家张丘建在《算经》一书中曾提出过著名的“百钱买百鸡”问题，该问题叙述如下：鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一；百钱买百鸡，则翁、母、雏各几何？
翻译过来，意思是公鸡一个五块钱，母鸡一个三块钱，小鸡三个一块钱，现在要用一百块钱买一百只鸡，问公鸡、母鸡、小鸡各多少只？

四、条件循环

（一）while循环

1、语法格式

Scala的while循环与Java类似

while(条件)    
   循环体

2、案例演示

任务1、计算1+ 2 + 3 + … + 100

注意：sum必须是变量
采用函数式风格来写代码，递归函数来实现求和，注意：此处sum是常量

任务2、打印全部水仙花数

所谓水仙花数，是指等于其各位数字立方和的三位数。

$\\qquad$ $153=1^3+5^3+3^3$
$\\qquad$ $370=3^3+7^3+0^3$
$\\qquad$ $371=3^3+7^3+1^3$
$\\qquad$ $407=4^3+0^3+7^3$

对于[100, 999]范围的每个数n，我们要去判断它是否等于其各位数字的立方和，这里的难点或关键在于如何分解一个三位数，得到它的每位数字。
假设我们已经把三位数n分解成百位数p3，十位数p2，个位数p1，
这样我们的筛选条件就可以写出来：n == p3 * p3 * p3 + p2 * p2 * p2 + p1 * p1 * p1。
如何拆分一个三位数n呢？
首先求n的个位数：n % 10
然后要将三位数变成两位数：n = n / 10;
对于新的两位数n，又求它的个位数：n % 10
然后要将两位数变成一位数：n = n / 10;
也就是说我们可以交替使用求余和整除运算将一个三位数拆分，得到它的个位数、十位数和百位数。当然这个分解方法可以推广到任何多位数的拆分。
在net.hw.structure包里创建Example06对象

package net.hw.structure

/**
  * 功能：打印水仙花数
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年03月06日
  */
object Example06 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    for (n <- 100 to 999) 
      val p1 = n % 10     // 个位数
      val p2 = n / 10 % 10 // 十位数
      val p3 = n / 100     // 百位数
      if (n == p1 * p1 * p1 + p2 * p2 * p2 + p3 * p3 * p3)
        println(n.toString + " = " + p3 + "^3 + " + p2 + "^3 + " + p1 + "^3")

运行程序，查看结果

（二）do while循环

与Java语言一样，do while循环与while循环类似，但是do while循环会确保至少执行一次循环。

1、语法格式

do 
   循环体
 while(条件)

2、案例演示

任务：计算1+ 2 + 3 + … + 100

五、异常处理

（一）异常处理概述

Scala中继承了Java的异常机制，提供了程序中产生意外情况时处理的机制，抛出异常的过程和Java中基本一致，通过throw关键字进行：throw XxxException()，一旦抛出可以当场捕获处理或接着向上抛，捕获异常是通过 try-catch-finally来实现的。

（二）案例演示

任务：演示try-catch-finally

try-catch是有返回值的：如果没有异常就是try语句的返回值，如果有异常就是catch语句的返回值。注意不会是finally的返回值，finally即使有返回值，也会被抛弃，这点和Java是不同的。
在net.hw.structure包里创建Example07对象

package net.hw.structure

import java.io.IOException

/**
  * 功能：演示异常处理
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年03月06日
  */
object Example07 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    var message = ""
    val result = try 
      mx()
      "恭喜，程序执行正常！"
     catch 
      case e: NullPointerException => "空指针异常"
      case e: IOException => "呵呵，I/O异常~"
      case e: Exception => "管它呢，反正是异常~"
     finally 
      message = "程序到此为止！"
      "无论是否有异常，都会执行finally里的语句~"
    
    println(result)
    println(message)
  

  def mx(): Unit = 
    throw new RuntimeException("随便抛出一个异常~")

执行程序，查看结果（此时有异常，result取的是catch里的返回值 - 管它呢，反正是异常~，finally语句块执行了的，因此message可以打印出来 - 程序到此为止！）
注释掉mx()方法里的语句
执行程序，查看结果（此时有异常，result取的是try里的返回值 - 恭喜，程序执行正常！）
在Scala里，finally的返回值不会覆盖try和catch的返回值，这一点跟Java不同。
运行程序，查看结果（此时运行test()方法，调用mx()方法抛出异常，执行catch语句块，返回异常~，但是要被finally语句块的返回值停止！覆盖，因此最终输出的就是停止！）
我们把mx()方法里的抛出异常的语句注释掉，此时程序正常运行，但是test()方法的返回值不会是正常~，还是会被finally语句块的返回值覆盖，成为停止！

六、match结构

（一）语法格式

变量 match 
      case 值1 => 表达式1或语句1
      case 值2 => 表达式2或语句2
      case 值3 => 表达式3或语句3
      ……
      case _ => 表达式n或语句n

Scala中的match类似于其他语言的switch。与Java不同的是，match语句可以应用在任何类型量或表达式上，另外不需要调用break语句，match默认执行完一个case后直接跳出match结构。注意，match是具有返回值的，就是被选到的case的值。

（二）案例演示

任务：给城市下评语

在net.hw.structure包里创建Example08对象

package net.hw.structure

import scala.io.StdIn

/**
  * 功能：演示match语句
  * 作者：华卫
  * 日期：2022年03月06日
  */
object Example08 
  def main(args: Array[String]): Unit = 
    print("输入城市：")
    val city = StdIn.readLine();
    val comment = city match 
      case "北京" => "伟大的首都"
      case "上海" => "神奇的魔都"
      case "泸州" => "醉人的酒城"
      case _ => "一般的城市"
    
    print(city + ": " + comment)