Scala

Posted jareny

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Scala相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

大数据技术之Scala

==========第一篇:Scala编程语言=========

一、Scala语言基础

1Scala简介

Scala是一种多范式的编程语言,其设计的初衷是要集成面向对象编程和函数式编程的各种特性。Scala运行于Java平台(Java虚拟机),并兼容现有的Java程序。它也能运行于CLDC配置的Java ME中。目前还有另一.NET平台的实现,不过该版本更新有些滞后。Scala的编译模型(独立编译,动态类加载)与JavaC#一样,所以Scala代码可以调用Java类库(对于.NET实现则可调用.NET类库)。Scala包括编译器和类库,以及BSD许可证发布。

 

学习Scala编程语言,为后续学习Spark奠定基础。

 

2Scala安装与配置

安装

Scala需要Java运行时库,安装Scala需要首先安装JVM虚拟机,推荐安装JDK1.8

http://www.scala-lang.org/ 下载Scala2.11.8程序安装包

 

根据不同的操作系统选择不同的安装包,下载完成后,将安装包解压到安装目录。

注意:安装时,安装路径中不能含有空格。

scala安装目录下的bin目录加入到PATH环境变量:

SCALA_HOME:

SCALA_HOME= D:\scala-2.11.8

PATH:

PATH变量中添加:%SCALA_HOME%\bin

完成以上流程后,在命令行输入:scala,进入如下界面:

 

注意:该操作WindowsLinux配置流程是一样的。可以参考JavaJDK的配置过程。

到此为止,Scala的安装已经成功。

配置IDEA

1) 打开IDEA工具,如图:点击Configure

 

2) 点击Plugins

 

3) 点击Install plugin from disk

 

4) 选择scalaplugins

 

5) 此时会显示一个Scala的条目,在右侧点击Restart IntelliJ IDEA

 

6) 创建Maven项目

创建的maven项目默认是不支持scala的,需要为项目添加scalaframework,如图:

 

在这里选择Scala后,在右边的Use library中配置你的安装目录即可,最后点击OK

 

7) 在项目的目录结构中,创建scala文件夹,并标记为sourcefile-project structure

 

 

8) 以上配置都完成后,就可以在scala上点击右键创建scala class

 

 

3Scala的运行环境

l REPLRead Evaluate Print Loop):命令行

l IDE:图形开发工具

n The Scala IDE (Based on Eclipse)http://scala-ide.org/

n IntelliJ IDEA with Scala pluginhttp://www.jetbrains.com/idea/download/

n Netbeans IDE with the Scala plugin

 

 

 

4Scala的常用数据类型

注意:在Scala中,任何数据都是对象。例如:

 

 

① 数值类型:ByteShortIntLongFloatDouble

l Byte:  8位有符号数字,从-128 127

l Short: 16位有符号数据,从-32768 32767

l Int:  32位有符号数据

l Long64位有符号数据

 

例如:

val a:Byte = 10

a+10

得到:res9: Int = 20

这里的res9是新生成变量的名字

 

val b:Short = 20

a+b

 

注意:在Scala中,定义变量可以不指定类型,因为Scala会进行类型的自动推导。

 

② 字符类型和字符串类型:CharString

对于字符串,在Scala中可以进行插值操作。

        

注意:前面有个s;相当于执行:"My Name is " + s1

 

 

③ Unit类型:相当于Java中的void类型

 

④ Nothing类型:一般表示在执行过程中,产生了Exception

例如,我们定义一个函数如下:

 

5Scala变量的申明和使用

使用valvar申明变量

例如:scala> val answer = 8 * 3 + 2

 

可以在后续表达式中使用这些名称

 

l val:定义的值实际是一个常量

要申明其值可变的变量:var

 

注意:可以不用显式指定变量的类型,Scala会进行自动的类型推到

 

6Scala的函数和方法的使用

可以使用Scala的预定义函数

例如:求两个值的最大值

 

 

 

 

也可以使用def关键字自定义函数

语法:

 

 

示例:

 

7Scala的条件表达式

Scalaif/else语法结构和JavaC++一样。

不过,在Scala中,if/else是表达式,有值,这个值就是跟在ifelse之后的表达式的值。

8Scala的循环

Scala拥有与JavaC++相同的whiledo循环

Scala中,可以使用forforeach进行迭代

 

  • 使用for循环案例:

 

注意:

*<-  表示Scala中的generator,即:提取符

*)第三种写法是第二种写法的简写

 

  • for循环中,还可以使用yield关键字来产生一个新的集合

 

在上面的案例中,我们将list集合中的每个元素转换成了大写,并且使用yield关键字生成了一个新的集合。

 

  • 使用while循环:注意使用小括号,不是中括号

 

 

  • 使用do ... while循环

 

  • 使用foreach进行迭代

 

注意:在上面的例子中,foreach接收了另一个函数(println)作为值

 

9Scala函数的参数

  • Scala中,有两种函数参数的求值策略

l Call By Value:对函数实参求值,且仅求一次

l Call By Name:函数实参每次在函数体内被用到时都会求值

 

 

 

 

我们来分析一下,上面两个调用执行的过程:

 

一份复杂一点的例子:

 

  • Scala中的函数参数

l 默认参数

l 代名参数

l 可变参数

 

 

 

10ScalaLazy值(懒值)

val被申明为lazy时,它的初始化将被推迟,直到我们首次对它取值。

 

一个更为复杂一点的例子:读取文件:

 

11、异常的处理

Scala异常的工作机制和Java或者C++一样。直接使用throw关键字抛出异常。

 

 

 

12Scala中的数组

Scala数组的类型:

定长数组:使用关键字Array

 

变长数组:使用关键字ArrayBuffer

 

 

l 遍历数组

 

 

l Scala数组的常用操作

 

l Scala的多维数组

 

Java一样,多维数组是通过数组的数组来实现的。

l 也可以创建不规则的数组,每一行的长度各不相同。

 

13、映射

映射就是Map集合,由一个(key,value)组成。

-> 操作符用来创建

例如:

val scores = Map(Alice-> 10,Bob-> 3,Cindy-> 8)

 

映射的类型分为:不可变Map和可变Map

 

 

映射的操作

l 获取映射中的值

 

 

更新映射中的值(必须是可变Map

 

 

l 迭代映射

 

14、元组(Tuple

元组是不同类型的值的聚集。

例如:val t = (1, 3.14, "Fred") // 类型为Tuple3[Int, Double, java.lang.String]

这里:Tuple是类型,3是表示元组中有三个元素。

 

元组的访问和遍历:

 

注意:要遍历Tuple中的元素,需要首先生成对应的迭代器。不能直接使用for或者foreach

 

 

 

 

 

二、Scala语言的面向对象

1、面向对象的基本概念

把数据及对数据的操作方法放在一起,作为一个相互依存的整体——对象

面向对象的三大特征:

u 封装

u 继承

u 多态

2、类的定义

简单类和无参方法:

 

案例:注意没有class前面没有public关键字修饰。

 

如果要开发main方法,需要将main方法定义在该类的伴生对象中,即:object对象中,(后续做详细的讨论)。

 

 

3、属性的gettersetter方法

当定义属性是private时候,scala会自动为其生成对应的getset方法

private var stuName:String = "Tom"

  • get方法: stuName    ----> s2.stuName() 由于stuName是方法的名字,所以可以加上一个括号
  • set方法: stuName_=  ----> stuName_= 是方法的名字

 

定义属性:private var money:Int = 1000 希望money只有get方法,没有set方法??

  • 办法:将其定义为常量private val money:Int = 1000

 

l  private[this]的用法:该属性只属于该对象私有,就不会生成对应的setget方法。如果这样,就不能直接调用,例如:s1.stuName ---> 错误

 

4、内部类(嵌套类)

我们可以在一个类的内部在定义一个类,如下:我们在Student类中,再定义了一个Course类用于保存学生选修的课程。

 

开发一个测试程序进行测试:

       

5、类的构造器

类的构造器分为:主构造器、辅助构造器

l 主构造器:和类的声明结合在一起,只能有一个主构造器

Student4(val stuName:String,val stuAge:Int)

(1) 定义类的主构造器:两个参数

(2) 声明了两个属性:stuNamestuAge 和对应的getset方法

 

辅助构造器:可以有多个辅助构造器,通过关键字this来实现

 

 

6Scala中的Object对象

Scala没有静态的修饰符,但Object对象下的成员都是静态的 ,若有同名的class,这其作为它的伴生类。在Object中一般可以为伴生类做一些初始化等操作。

下面是Java中的静态块的例子。在这个例子中,我们对JDBC进行了初始化。

 

Scala中的Object就相当于Java中静态块。

Object对象的应用

u 单例对象

 

 

 

u 使用应用程序对象:可以省略main方法;需要从父类App继承。

     

 

7Scala中的apply方法

遇到如下形式的表达式时,apply方法就会被调用:

Object(参数1,参数2,......,参数N)

通常,这样一个apply方法返回的是伴生类的对象;其作用是为了省略new关键字

 

 

Objectapply方法举例:

    

8Scala中的继承

ScalaJava一样,使用extends关键字扩展类。

案例一:Employee类继承Person

 

 

l 案例二:在子类中重写父类的方法

 

 

l 案例三:使用匿名子类

 

 

l 案例四:使用抽象类。抽象类中包含抽象方法,抽象类只能用来继承。

 

l 案例五:使用抽象字段。抽象字段就是一个没有初始值的字段

 

 

9Scala中的trait(特质)

trait就是抽象类trait跟抽象类最大的区别:trait支持多重继承

 

 

10、包的使用

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scala中包的定义和使用:

u 包的定义

 

包的引入:Scala中依然使用import作为引用包的关键字,例如

 

而且Scala中的import可以写在任意地方

 

 

 

 

 

 

 

11、包对象

包可以包含类、对象和特质,但不能包含函数或者变量的定义。很不幸,这是Java虚拟机的局限。

把工具函数或者常量添加到包而不是某个Utils对象,这是更加合理的做法。Scala中,包对象的出现正是为了解决这个局限。

Scala中的包对象:常量,变量,方法,类,对象,trait(特质)

 

12Scala中的文件访问

读取行

 

读取字符

 

其实这里的source就指向了这个文件中的每个字符。

 

URL或其他源读取:注意指定字符集UTF-8

 

 

读取二进制文件:Scala中并不支持直接读取二进制,但可以通过调用JavaInputStream来进行读入。

 

 

写入文本文件

 

 

 

 

三、Scala语言的函数式编程

1Scala中的函数

Scala中,函数是“头等公民”,就和数字一样。可以在变量中存放函数,即:将函数作为变量的值(值函数)

 

2、匿名函数

 

3、带函数参数的函数,即:高阶函数

示例1

*)首先,定义一个最普通的函数

 

*)再定义一个高阶函数

 

 

 

*)分析这个高阶函数调用的过程

 

 

示例2

 

在这个例子中,首先定义了一个普通的函数mytest,然后定义了一个高阶函数myFunctionmyFunction接收三个参数:第一个f是一个函数参数,第二个是x,第三个是y。而f是一个函数参数,本身接收两个Int的参数,返回一个Int的值。

4、闭包

就是函数的嵌套,即:在一个函数定义中,包含另外一个函数的定义;并且在内函数中可以访问外函数中的变量

 

测试上面的函数:

 

 

 

 

5、柯里化:Currying

柯里化函数(Curried Function)是把具有多个参数的函数转换为一条函数链,每个节点上是单一参数。

 

 

一个简单的例子:

 

6、高阶函数示例

 

 

示例1

 

 

 

示例2

 

 

示例3

 

 

示例4

 

 

示例5

 

在这个例子中,可以被2整除的被分到一个分区;不能被2整除的被分到另一个分区。

 

示例6

 

 

示例7

 

 

示例8

 

在这个例子中,分为两步:

(1)(1,2,3)(4,5,6)这两个集合合并成一个集合

(2)再对每个元素乘以2

 

 

四、Scala中的集合

1、可变集合和不可变集合

l 可变集合

l 不可变集合:

n 集合从不改变,因此可以安全地共享其引用。

n 甚至是在一个多线程的应用程序当中也没问题。

 

 

集合的操作:

 

2、列表

不可变列表(List

 

不可变列表的相关操作:

 

 

 

可变列表(LinkedList):scala.collection.mutable

 

3、序列

常用的序列有:VectorRange

 

u VectorArrayBuffer的不可变版本,是一个带下标的序列

 

 

u Range表示一个整数序列

 

 

 

 

4、集(Set)和集的操作

l 集Set是不重复元素的集合

和列表不同,集并不保留元素插入的顺序。默认以Hash集实现

 

示例1:创建集

 

 

示例2:集的操作

 

5、模式匹配

Scala有一个强大的模式匹配机制,可以应用在很多场合:

u switch语句

u 类型检查

 

Scala还提供了样本类(case class),对模式匹配进行了优化

 

模式匹配示例:

更好的switch

 

 

l Scala的守卫

 

 

l 模式匹配中的变量

 

 

l 类型模式

 

 

l 匹配数组和列表

 

 

 

 

 

6、样本类(CaseClass)

简单的来说,Scalacase class就是在普通的类定义前加case这个关键字,然后你可以对这些类来模式匹配。

 

case class带来的最大的好处是它们支持模式识别。

 

首先,回顾一下前面的模式匹配:

 

 

其次,如果我们想判断一个对象是否是某个类的对象,跟Java一样可以使用isInstanceOf

 

下面这个好像有点问题

 

 

最后,在Scala中有一种更简单的方式来判断,就是case class

 

 

注意:需要在class前面使用case关键字。

 

 

五、Scala语言的高级特性

1、什么是泛型类

Java或者C++一样,类和特质可以带类型参数。在Scala中,使用方括号来定义类型参数

 

测试程序:

 

2、什么是泛型函数

函数和方法也可以带类型参数。和泛型类一样,我们需要把类型参数放在方法名之后。

注意:这里的ClassTag是必须的,表示运行时的一些信息,比如类型。

 

 

3Upper Bounds Lower Bounds

类型的上界和下界,是用来定义类型变量的范围。它们的含义如下:

l S <: T

这是类型上界的定义。也就是S必须是类型T的子类(或本身,自己也可以认为是自己的子类。

 

u U >: T

这是类型下界的定义。也就是U必须是类型T的父类(或本身,自己也可以认为是自己的父类)

 

l 一个简单的例子:

 

l 一个复杂一点的例子(上界):

 

 

 

l 再来看一个例子:

 

 

 

 

4、视图界定(View bounds

它比 <: 适用的范围更广,除了所有的子类型,还允许隐式转换过去的类型。用 <% 表示。尽量使用视图界定,来取代泛型的上界,因为适用的范围更加广泛。

示例:

上面写过的一个列子。这里由于T的上界是String,当我们传递100200的时候,就会出现类型不匹配。

 

但是100200是可以转成字符串的,所以我们可以使用视图界定让addTwoString方法接收更广泛的数据类型,即:字符串及其子类、可以转换成字符串的类型

注意:使用的是 <% 

 

l 但实际运行的时候,会出现错误:

 

这是因为:Scala并没有定义如何将Int转换成String的规则,所以要使用视图界定,我们就必须创建转换的规则。

 

l 创建转换规则

 

l 运行成功

 

 

5、协变和逆变

l 协变:

Scala的类或特征的范型定义中,如果在类型参数前面加入+符号,就可以使类或特征变为协变了。

 

 

 

u 逆变:

在类或特征的定义中,在类型参数之前加上一个-符号,就可定义逆变范型类和特征了。

 

 

总结一下:Scala的协变:泛型变量的值可以是本身类型或者其子类的类型

              Scala的逆变:泛型变量的值可以是本身类型或者其父类的类型

 

6、隐式转换函数

所谓隐式转换函数指的是以implicit关键字申明的带有单个参数的函数。

l 前面讲视图界定时候的一个例子:

 

再举一个例子:我们把Fruit对象转换成了Monkey对象

 

 

7、隐式参数

使用implicit申明的函数参数叫做隐式参数。我们也可以使用隐式参数实现隐式的转换

 

 

 

8、隐式类

所谓隐式类: 就是对类增加implicit 限定的类,其作用主要是对类的功能加强

 

 

 

以上是关于Scala的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

ScalaScala学习资料

ScalaScala技术栈

ScalaScala之Numbers

ScalaScala之String

ScalaScala的Predef对象

ScalaScala之Control Structures