scala函数式编程 scala基础语法介绍

Posted 2020-11-13 listenfwind

上次我们介绍了函数式编程的好处，并使用scala写了一个小小的例子帮助大家理解，从这里开始我将真正开始介绍scala编程的一些内容。

这里会先重点介绍scala的一些语法。当然，这里是假设你有一些java或者python的基础，毕竟大部分人不会将scala当作第一门学习编程的语言。

不过这些语法知识记不住也没关系，本身语法这种东西就应该在使用中被记住。这里写这篇的目的也只是梳理一遍，方便大家对语法有个初步的印象，后面可以随时查询。

PS：所使用的版本是scala 2.11.8，那我们开始吧

一.scala两种运行方式

首先，scala有两种运行方式，分别是在交互式环境运行，以及通过脚本的方式运行。先运行一下吧，在scala安装目录下有一个bin文件夹，在这个文件夹双击scala.bat（Windows系统），就可以启动scala交互环境。当然，一般在安装scala，都会将“scala目录/bin”加入到系统的Path变量中，这个时候直接运行cmd，然后输入scala就可以了。

因为scala也是运行在jvm平台上的，所以用脚本方式的话，类似于java那样，需要先编译再执行。但是一般我们都会使用IDE来处理。通过我个人是更加喜欢idea的，只要下载免费的社区版就可以满足日常开发需求。

二.scala变量和类型

2.1 变量

首先，我们先来用一个例子来看看具体语法。在交互式环境中输出hello world。

//声明一个字符串
scala> val str = "Hello world"
str: String = Hello world

//打印
scala> println(str)
Hello world

相信大家看一眼就能明白这两行代码是干嘛的，那我就说一点看不出来的。

scala声明一个变量可以用val和var。val意为这个变量是不可变的，var意为这个变量是可变的。

scala> val num = 1;  //声明一个不可变的数值型变量
num: Int = 1

scala> num = 2  //因为不可变，所以要更改时，出错了
<console>:12: error: reassignment to val
       num = 2
           ^

scala> var num_var = 1;  //声明一个可变的数值型变量
num_var: Int = 1

scala> num_var = 2; //可以改变
num_var: Int = 2

从功能上来说，类似于java的final关键字。而且scala语言倾向于让你多使用val，而少用var。

为什么呢？

因为能够更方便得使用并发，在java的并发编程中，最喜欢的就是final的变量，因为它都是不变的，随便怎么用就怎么用。而scala所支持的函数式编程，天然就适合异步和并发，所以做了这样的处理，包括scala的集合类，默认也是不可变的类型，如果要使用可变的集合，需要手动指定。

2.2 scala数据类型

说完了变量，再来说说scala的数据类型。这里直接上一张图。

这张图说明了scala的数据类型继承关系，我们先看最上面的Any类型，Any类型是所有数据类型的爸爸，在它里面定义了equals，toString这些方法，类似于java的object。这一点和java还是比较类似的。

然后接着往下看，Any又有两个字类，左边的AnyVal以及右边的AnyRef。右边的先不管，那个主要是集合那边的知识，我们只看左边的。

AnyVal又被多个数据类型继承，这些就是日常常用的一些数据类型了，可以看到和Java类似，都是Int，Double，Long这些。对了，这些数据类型，Int，Double，Long什么的，都是类，不像java，还有分int和Integer。

最后再来看看最下面的Nothing和Null吧，把这俩货搁在一块说是因为这几个概念非常容易混淆，我自己要用的时候还得去查清楚了。

• java的null（scala也可以用，不过n是小写）：就是代表没有任何东西，即空。一般新建一个对象，默认值就是这货。
• scala的Nothing：所有数据类型的子类，没有具体的值可以对应到这种类型，也就是说你没法为Nothing类型赋值，包括null也不行。那可能有的小伙伴就会问了，那要这个玩意干嘛呢？一般嘛，try catch的返回值就是这种类型，还有程序exit的时候也是返回它，大概就是在不需要返回值的时候，就返回这个意思意思。
• scala的Null（注意大小写）：是所有集合类的子类，这种类型只能使用null来赋值，可以说基本没什么卵用。只要知道有这么个东西就行。

三.scala面向对象编程

是的，你没看错，虽然这里是用scala来进行函数式编程，但scala也同样提供了OOP的能力，后面有很大的概率也会说到，我们就顺带着简单介绍一下吧。

还是和java中的概念类似，只不过名字稍稍有些变化。对应过来大概是这样的：

• java的interface -> scala的trait （其实trait更类似abstract class）
• java的abstract class -> 一样是abstract class
• java的class -> scala的class和object（关于class和object的区别，会在后面说）

其中，虽然说java的接口对应的是scala的trait，但trait这个东西其实和interface还是有很多不一样的，比如可以定义变量，可以直接定义方法内容等。当然，没有构造器和无法接收参数这个还是不变滴。

trait Car {
  val brand: String
}

trait Shiny {
  val shineRefraction: Int
}
class BMW extends Car {
  val brand = "BMW"
}
//通过with关键字，一个类可以扩展多个特质：

class BMW extends Car with Shiny {
  val brand = "BMW"
  val shineRefraction = 12
}

接下来重点说说class和object。

在scala中，是没有static这个关键字的，那么这样一来，很多java的功能就都没法实现，比如静态方法，或者是单例模式，或者是没有main方法。这个时候，object就出现了。

每个class都可以有一个同名的object，这个object被称之为伴生对象（companion class）。class和object可以互相访问对方的私有成员（public，private这些权限访问和java是一样的）。

class Json{
  
}
object Json {
  def toJsonObject(str:String):Unit = {
    
  }
  var a = 1
  def main(args:Array[String]):Unit = {
    val json = Json
    json.toJsonObject("......")  //不需要new对象，直接使用toJsonObject方法。

  }
}

得益于object，我们可以像调用java静态方法一样地写scala代码，而这一切，都要归功于object。

因为！object里面的变量，或是方法，都是static的，这里说的static是方便有java基础的童鞋理解，scala是没有static这一个关键字的。如果要使用单例，那更简单，直接定义一个object就行了。

object Timer {
  var count = 0

  def currentCount(): Long = {
    count += 1
    count
  }
}
可以这样使用：

scala> Timer.currentCount()
res0: Long = 1

接下来说个比较常用的语法糖吧，那就是object的apply方法。当一个类只有一个用途的时候，就可以用它。

scala> class Foo {}
defined class Foo

//有一个apply方法
scala> object FooMaker {
     |   def apply() = new Foo
     | }
defined module FooMaker

//新建object，自动得就调用了apply
scala> val newFoo = FooMaker() //赋值的对象是Foo，因为调用了FooMaker()的apply 
newFoo: Foo = Foo@5b83f762  

看上面的代码，object是不用new出来而可以直接就用的。而用的时候，其实就默认调用了这个object的apply方法。

有没有觉得很熟悉，这其实就是工厂模式。

OK，这些就是scala里面，有关面向对象的一些基础知识，当然还有更高阶的，比如集合和多态，这些后面用到的时候再说吧。

结语

本次介绍了scala的基础变量和类型，scala默认是更加推荐使用不可变的变量，而常见的数据类型和java基本差不多，只是名字和用法上有些差别。

而在面向对象这一块上，也基本和java差不多，只要有java的基础，熟悉这部分的语法应该不是问题。

那么按我的理解来说说为什么scala会有这些改动吧。首先，scala是在java发明后才被创建出来的，其设计理念必然会比java成熟一些，所以也就会想解决一些java的缺陷，比如说java某些语法较为冗余。而scala则较为灵活一些，比如多了object，不需要每次都new一个对象，再比如有交互式环境。

其次，scala也是为了贴近于函数式编程，函数式的核心，就是编写无副作用代码。而更本质地说，就是将代码拆分模块化，各个模块各司其职，不是自己的别瞎动，自己管好自己的事，这个其实和微服务的思想是一样的。

所以scala才会默认得让变量是不可变的，就是为了尽量让代码保持不变。

OK，那今天就先说到这吧，下次再说scala语法的重头戏，集合和函数。